JP2012018277A - 光路反射型のズームレンズを備えた撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】高変倍比化しても薄型化に有利な光路反射型のズームレンズを備えた撮像装置を提供することを目的とする
【解決手段】ズームレンズと、ズームレンズにより形成される像を受光し電気信号に変換する撮像面を有する撮像素子と、を有する撮像装置であって、
明るさが一様な被写体を撮影したとき、広角端から望遠端のいずれかの状態にて前記ズームレンズが条件式(A)を満足し、
前記ズームレンズの正面側と背面側の非対称なシェーディングを補正するべく、画像中心に対して正面側と背面側で異なるシェーディング補正パラメータを保持するシェーディング補正パラメータ記憶部と、
前記シェーディング補正パラメータ記憶部のシェーディング補正パラメータをもとに前記撮像素子で撮像した画像を補正演算するシェーディング補正部を有することを特徴とする。
【選択図】図15
【解決手段】ズームレンズと、ズームレンズにより形成される像を受光し電気信号に変換する撮像面を有する撮像素子と、を有する撮像装置であって、
明るさが一様な被写体を撮影したとき、広角端から望遠端のいずれかの状態にて前記ズームレンズが条件式(A)を満足し、
前記ズームレンズの正面側と背面側の非対称なシェーディングを補正するべく、画像中心に対して正面側と背面側で異なるシェーディング補正パラメータを保持するシェーディング補正パラメータ記憶部と、
前記シェーディング補正パラメータ記憶部のシェーディング補正パラメータをもとに前記撮像素子で撮像した画像を補正演算するシェーディング補正部を有することを特徴とする。
【選択図】図15
Description
本発明は、光路反射型のズームレンズを備えた撮像装置に関するものである。
例えば、特許文献1には、反射面を備えた物体側レンズ群と、それよりも像側に広角端から望遠端への変倍の際に光軸方向へ移動するレンズ群を配置したズームレンズが開示されている。
さらに、特許文献1には、ズームレンズの薄型化とゴースト等の低減を両立させるために、反射後のレンズの形状を小判形にし、明るさ絞りの開口部を楕円形にした撮像装置が開示されている。
さらに、特許文献1には、ズームレンズの薄型化とゴースト等の低減を両立させるために、反射後のレンズの形状を小判形にし、明るさ絞りの開口部を楕円形にした撮像装置が開示されている。
撮像装置の本体の厚みに影響する部品としては、光学系のみならず、撮像素子、表示モニタ、衝撃を和らげる干渉部材などがある。加えて、ズームレンズを高変倍比化しようとすると、変倍機能を持つレンズ群が大型しやすくなる。そのため、撮像装置を薄く保つためには、各部材のレイアウトを考慮したズームレンズの構成とすることが好ましい。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高変倍比化しても薄型化に有利な光路反射型のズームレンズを備えるとともにそのズームレンズによる非対称なシェーディングの影響を低減した撮像装置を提供することを目的とするものである。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高変倍比化しても薄型化に有利な光路反射型のズームレンズを備えるとともにそのズームレンズによる非対称なシェーディングの影響を低減した撮像装置を提供することを目的とするものである。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の撮像装置は、
光路を反射する反射面を持つプリズム及びプリズムよりも物体側に配置され負の屈折力を持つ物体側サブレンズ群を有し、且つ、広角端から望遠端への変倍に際して位置が固定の物体側レンズ群と、
物体側レンズ群よりも像側に配置され軸上光束を制限する明るさ絞りと、
明るさ絞りよりも像側に配置され、正の屈折力を有し広角端よりも望遠端にて明るさ絞りに近づくように移動して変倍を行う第1の変倍レンズ群と、を有し、
物体側レンズ群を最も物体側に配置されたレンズ群としたズームレンズと、
ズームレンズにより形成される像を受光し電気信号に変換する撮像面を有する撮像素子とを有し、
反射面に入射する入射光軸及び反射面にて反射後の反射光軸を含む面を基準面と、
反射光軸に対して入射光軸のある側を正面側と、
反射後の光軸に対して正面側とは反対側を背面側と、それぞれしたときに、
撮像素子は短辺と長辺をもつ矩形の有効撮像領域を持ち、
有効撮像領域の短辺は基準面に対して平行であり、
第1の変倍レンズ群は第1の変倍レンズ群中で明るさ絞りに最も近くに配置された物体側レンズを有し、
第1の変倍レンズ群中の物体側レンズは正面側と背面側が一部欠如した非円形の外形形状を持ち、且つ光軸から正面側の方向の外形のサイズは、光軸から背面側の方向の外形サイズよりも小さく、
明るさが一様な被写体を撮影したとき、広角端から望遠端のいずれかの状態にてズームレンズが以下の条件(A)を満足し、
ズームレンズの正面側と背面側の非対称なシェーディングを補正するべく、画像中心に対して正面側と背面側で異なるシェーディング補正パラメータを保持するシェーディング補正パラメータ記憶部と、
シェーディング補正パラメータ記憶部のシェーディング補正パラメータをもとに撮像素子で撮像した画像を補正演算するシェーディング補正部を有することを特徴とする。
0.02<EVr−EVf<2.0 (A)
ただし、
EVfは軸上のEV値から広角端における基準面に沿った正面側の最大像高でのEV値を引いた値、
EVrは軸上のEV値から広角端における基準面に沿った背面側の最大像高でのEV値を引いた値、
である。
光路を反射する反射面を持つプリズム及びプリズムよりも物体側に配置され負の屈折力を持つ物体側サブレンズ群を有し、且つ、広角端から望遠端への変倍に際して位置が固定の物体側レンズ群と、
物体側レンズ群よりも像側に配置され軸上光束を制限する明るさ絞りと、
明るさ絞りよりも像側に配置され、正の屈折力を有し広角端よりも望遠端にて明るさ絞りに近づくように移動して変倍を行う第1の変倍レンズ群と、を有し、
物体側レンズ群を最も物体側に配置されたレンズ群としたズームレンズと、
ズームレンズにより形成される像を受光し電気信号に変換する撮像面を有する撮像素子とを有し、
反射面に入射する入射光軸及び反射面にて反射後の反射光軸を含む面を基準面と、
反射光軸に対して入射光軸のある側を正面側と、
反射後の光軸に対して正面側とは反対側を背面側と、それぞれしたときに、
撮像素子は短辺と長辺をもつ矩形の有効撮像領域を持ち、
有効撮像領域の短辺は基準面に対して平行であり、
第1の変倍レンズ群は第1の変倍レンズ群中で明るさ絞りに最も近くに配置された物体側レンズを有し、
第1の変倍レンズ群中の物体側レンズは正面側と背面側が一部欠如した非円形の外形形状を持ち、且つ光軸から正面側の方向の外形のサイズは、光軸から背面側の方向の外形サイズよりも小さく、
明るさが一様な被写体を撮影したとき、広角端から望遠端のいずれかの状態にてズームレンズが以下の条件(A)を満足し、
ズームレンズの正面側と背面側の非対称なシェーディングを補正するべく、画像中心に対して正面側と背面側で異なるシェーディング補正パラメータを保持するシェーディング補正パラメータ記憶部と、
シェーディング補正パラメータ記憶部のシェーディング補正パラメータをもとに撮像素子で撮像した画像を補正演算するシェーディング補正部を有することを特徴とする。
0.02<EVr−EVf<2.0 (A)
ただし、
EVfは軸上のEV値から広角端における基準面に沿った正面側の最大像高でのEV値を引いた値、
EVrは軸上のEV値から広角端における基準面に沿った背面側の最大像高でのEV値を引いた値、
である。
光路を反射するタイプのズームレンズは撮像装置の薄型化に有利となる。反射面よりも物体側に負屈折力のサブレンズ群を配置することで広角端での画角の確保に有利となる。
反射部材としてプリズムを用いることで屈折作用により光路を小さくでき薄型化に有利となる。
反射部材としてプリズムを用いることで屈折作用により光路を小さくでき薄型化に有利となる。
明るさ絞りよりも像側に配置された正屈折力の変倍レンズ群(第1の変倍レンズ群)の移動により変倍を行う。ここで、変倍比を確保しようとすると広角端にて変倍レンズ群が明るさ絞りから離れる。このため、軸外の主光線の通過する位置が光軸から離れてくる。
そこで、本発明においては、有効撮像領域の短辺方向を基準面と平行とすることで正面側から背面側の方向となる前後方向の主光線の入射高を小さくできる。一方、変倍レンズ群が明るさ絞りから離れることで軸外の光束は太くなりやすい。
そのため、変倍レンズ群の最も物体側のレンズの形状を、レンズ外形の正面側と背面側とが欠落した形状としても光束が完全に遮られることは少ない。
そこで本発明では変倍レンズ群を上述のように構成して薄型化に有利な構成としている。
そこで本発明では変倍レンズ群を上述のように構成して薄型化に有利な構成としている。
ここで、例えばレンズを保持する枠、遮光部材、干渉部材などを配置する。このため、変倍レンズ群よりも正面側のスペースを確保することが、撮像装置全体の小型化を行う上で好ましい。
一方、光学系を薄型化すると広角端から望遠端への全体や途中の状態にて、撮像素子の短辺方向で非対称なシェーディングが発生しやすくなる。
このような非対称なシェーディングは、画像中心に対して正面側と背面側で異なる明るさ補正のパラメータを用いて、光束のケラレにより生じる露出差を信号処理により補正でき、良好な画像を得ることができる。
このような非対称なシェーディングは、画像中心に対して正面側と背面側で異なる明るさ補正のパラメータを用いて、光束のケラレにより生じる露出差を信号処理により補正でき、良好な画像を得ることができる。
このとき、ズームレンズによる非対称なシェーディングについて条件(A)を満足するように調整することが好ましい。
条件式(A)の下限値を下回らないようにしてズームレンズの正面側の薄型化を図ることが好ましい。一方、条件式(A)の上限値を上回らないようにしてシェーディングを電気的に補正したときのノイズを抑えやすくすることが好ましい。
このように構成することで、光学性能の確保を行いながらも薄型化を行いやすい光路を屈曲させるズームレンズを備えた撮像装置を提供できる。
更には、上述の発明において、以下の各構成のいずれか1つ、更には複数を同時に満足させることがより好ましい。
第1の変倍レンズ群中の物体側レンズは、 以下の条件を満足する物体側レンズ面を有することが好ましい。
Lv1Er/Lv1EL<0.49 (1)
0.93<Lv1Ef/IHs (2)
Lv1Ef/Lv1Er<0.99 (3)
第1の変倍レンズ群中の物体側レンズは、 以下の条件を満足する物体側レンズ面を有することが好ましい。
Lv1Er/Lv1EL<0.49 (1)
0.93<Lv1Ef/IHs (2)
Lv1Ef/Lv1Er<0.99 (3)
ただし、
Lv1Erは第1の変倍レンズ群中の物体側レンズの物体側レンズ面の有効領域における光軸から基準面に沿って測った背面側の領域の長さ、
Lv1ELは第1の変倍レンズ群中の物体側レンズの物体側レンズ面の有効領域における光軸を含み基準面と垂直な方向に沿って測った領域の長さ、
Lv1Efは第1の変倍レンズ群中の物体側レンズの物体側レンズ面の有効領域における光軸から基準面に沿って測った正面側の領域の長さ、
IHsは有効撮像領域のうち基準面に沿った方向での最大像高、
である。
Lv1Erは第1の変倍レンズ群中の物体側レンズの物体側レンズ面の有効領域における光軸から基準面に沿って測った背面側の領域の長さ、
Lv1ELは第1の変倍レンズ群中の物体側レンズの物体側レンズ面の有効領域における光軸を含み基準面と垂直な方向に沿って測った領域の長さ、
Lv1Efは第1の変倍レンズ群中の物体側レンズの物体側レンズ面の有効領域における光軸から基準面に沿って測った正面側の領域の長さ、
IHsは有効撮像領域のうち基準面に沿った方向での最大像高、
である。
条件式(1)は好ましいLv1Erを特定する条件式である。
また、条件式(2)、(3)は好ましいLv1Efを特定する条件式であり、双方を同時に満足する式として以下の式に書き換えられる。
0.93×IHs<Lv1Ef<0.99×Lv1Er (2・3)
また、条件式(2)、(3)は好ましいLv1Efを特定する条件式であり、双方を同時に満足する式として以下の式に書き換えられる。
0.93×IHs<Lv1Ef<0.99×Lv1Er (2・3)
条件式(1)、条件式(2・3)の上限値を上回るとスペース確保の効率が低下し薄型化のメリットが低くなる。
条件式(2・3)の下限値を下回ると小型化には有利となるものの短辺方向の最大像高付近の光量の確保が行いにくくなる。加えて、レンズの端部での内面反射によるゴーストの発生も起こり易くなる。
条件式(2・3)の下限値を下回ると小型化には有利となるものの短辺方向の最大像高付近の光量の確保が行いにくくなる。加えて、レンズの端部での内面反射によるゴーストの発生も起こり易くなる。
また、本発明の好ましい態様によれば、プリズムは背面側が一部欠如された外形形状を持つことが望ましい。
プリズムにおける軸外の光束は、広角端付近では細くなり、一方、望遠端付近では太くなる。一方、広角端付近では画角の確保のためにプリズムの入射側の面は大きくしておくことが望ましい。また、射出側の面の有効面は入射側の有効面よりも小さくなりやすい。
そこで、プリズムの背面側が一部欠如した外形形状としても画像への影響を抑えられ、プリズムの厚さ方向を小さくできる。
そこで、プリズムの背面側が一部欠如した外形形状としても画像への影響を抑えられ、プリズムの厚さ方向を小さくできる。
更には、以下の構成とすることが好ましい。
物体側レンズ群はプリズムよりも像側に配置された正屈折力の像側サブレンズ群を持ち、プリズムおよび像側サブレンズ群はともに背面側が一部欠如された外形形状を持つことが望ましい。
物体側レンズ群はプリズムよりも像側に配置された正屈折力の像側サブレンズ群を持ち、プリズムおよび像側サブレンズ群はともに背面側が一部欠如された外形形状を持つことが望ましい。
このように正屈折力の像側サブレンズ群を配置することで、プリズム内の光束を小さくしやすくなると共に、物体側レンズ群の収差の低減にも有利となる。
このとき、プリズムの背面側の欠落した形状に従い、像側サブレンズ群も同様に背面側が欠落した形状とすることで薄型化に有利となる。
このとき、プリズムの背面側の欠落した形状に従い、像側サブレンズ群も同様に背面側が欠落した形状とすることで薄型化に有利となる。
更には、以下の条件を満足することが望ましい。
Pe0<PEr<PEf (4−1)
ただし、
PErは物体側レンズ群中のプリズムの射出面の有効領域における光軸から基準面に沿って測った背面側の領域の長さ、
Pe0は広角端にて基準面上の正面側の最大像高に入射する光線のうちプリズムの射出面にて光軸に最も近い位置を通過する光線の光軸からの長さ、
PEfは物体側レンズ群中のプリズムの射出面の有効領域における光軸から基準面に沿って測った正面側の領域の長さ、
である。
Pe0<PEr<PEf (4−1)
ただし、
PErは物体側レンズ群中のプリズムの射出面の有効領域における光軸から基準面に沿って測った背面側の領域の長さ、
Pe0は広角端にて基準面上の正面側の最大像高に入射する光線のうちプリズムの射出面にて光軸に最も近い位置を通過する光線の光軸からの長さ、
PEfは物体側レンズ群中のプリズムの射出面の有効領域における光軸から基準面に沿って測った正面側の領域の長さ、
である。
条件式(4−1)は、好ましいPErを特定する条件式である。
条件式(4−1)の下限値を下回ると結像する画像面積の確保の不利となる。また、光量低下により、画像再生時のノイズが目立ちやすくなる。
条件式(4−1)の上限値を上回ると薄型化の効果が小さくなる。
条件式(4−1)の下限値を下回ると結像する画像面積の確保の不利となる。また、光量低下により、画像再生時のノイズが目立ちやすくなる。
条件式(4−1)の上限値を上回ると薄型化の効果が小さくなる。
また、本発明の好ましい態様によれば、以下の条件を満足することが望ましい。
Pec≦PEr (4−2)
ただし、
PErは物体側レンズ群中のプリズムの射出面の有効領域における光軸から基準面に沿って測った背面側の領域の長さ、
Pecは広角端にて基準面上の正面側の最大像高に入射する主光線がプリズムの射出面にて通過する位置の光軸からの長さ、
である。
Pec≦PEr (4−2)
ただし、
PErは物体側レンズ群中のプリズムの射出面の有効領域における光軸から基準面に沿って測った背面側の領域の長さ、
Pecは広角端にて基準面上の正面側の最大像高に入射する主光線がプリズムの射出面にて通過する位置の光軸からの長さ、
である。
条件式(4−2)はより好ましいPErを特定する条件式である。
PErがPecを下回らないようにすることで短辺方向の端に入射する光束の光量の確保に有利となる。加えて、明るさ絞りの開口サイズを変更した際の像高を確保できる。
PErがPecを下回らないようにすることで短辺方向の端に入射する光束の光量の確保に有利となる。加えて、明るさ絞りの開口サイズを変更した際の像高を確保できる。
また、本発明の好ましい態様によれば、以下の条件式を満足することが望ましい。
Pem≦PEr (4−3)
ただし、
PErは物体側レンズ群中のプリズムの射出面の有効領域における光軸から基準面に沿って測った背面側の領域の長さ、
Pemは広角端にてプリズムの射出面の有効領域における光軸から基準面に沿って測った正面側の領域の長さ、
である。
Pem≦PEr (4−3)
ただし、
PErは物体側レンズ群中のプリズムの射出面の有効領域における光軸から基準面に沿って測った背面側の領域の長さ、
Pemは広角端にてプリズムの射出面の有効領域における光軸から基準面に沿って測った正面側の領域の長さ、
である。
条件式(4−3)の下限値を下回らないようにすることで、広角端における短辺方向の端に入射する光束の光量の確保により有利となる。
また、本発明の好ましい態様によれば、以下の条件を満足することが望ましい。
0.90<L1rEr /PEr<1.1 (6)
ただし、
L1rErは物体側レンズ群中の像側サブレンズ群の物体側のレンズ面の有効領域における光軸から基準面に沿って測った背面側の領域の長さ、
PErは対物レンズ群中のプリズムの射出面の有効領域における光軸から基準面に沿って測った背面側の領域の長さ、
である。
0.90<L1rEr /PEr<1.1 (6)
ただし、
L1rErは物体側レンズ群中の像側サブレンズ群の物体側のレンズ面の有効領域における光軸から基準面に沿って測った背面側の領域の長さ、
PErは対物レンズ群中のプリズムの射出面の有効領域における光軸から基準面に沿って測った背面側の領域の長さ、
である。
条件式(6)の下限値を下回らないようにすることで、像側サブレンズ群によるケラレを低減しやすくなる。
上限値を上回らないようにすることで、厚さ方向の薄型化に有利となる。
上限値を上回らないようにすることで、厚さ方向の薄型化に有利となる。
また、本発明の好ましい態様によれば、物体側レンズ群中の像側サブレンズ群は正面側と背面側が一部欠如した非円形の外形形状を持ち、且つ光軸から正面側の方向の外形のサイズが光軸から背面側の方向の外形のサイズよりも大きいことが望ましい。
像側サブレンズ群の背面側の一部を欠如させることで薄型化に有利となる。一方、像側サブレンズ群の正面側の一部の欠如により負レンズ群の配置を行いやすくなる。ここで、過剰に欠如させても薄型化にはつながらない。そのため、光量の確保を行いやすくするべく前側の方向の外形のサイズが背面側の方向のサイズよりも大きい形状とすることが好ましい。
また、本発明の好ましい態様によれば、第1の変倍レンズ群中の物体側レンズは以下の条件を満足する物体側レンズ面を有することが望ましい。
0.70<Lv1Er/PEr<0.98 (7)
ただし、
PErは対物レンズ群中のプリズムの射出面の有効領域における光軸から基準面に沿って測った背面側の領域の長さ、
Lv1Erは第1の変倍レンズ群中の物体側レンズの物体側レンズ面の有効領域における光軸から基準面に沿って測った背面側の領域の長さ、
である。
0.70<Lv1Er/PEr<0.98 (7)
ただし、
PErは対物レンズ群中のプリズムの射出面の有効領域における光軸から基準面に沿って測った背面側の領域の長さ、
Lv1Erは第1の変倍レンズ群中の物体側レンズの物体側レンズ面の有効領域における光軸から基準面に沿って測った背面側の領域の長さ、
である。
条件式(7)の下限値を下回らないようにすることで第1の変倍レンズ群でのケラレによる短辺方向の端の光量低下を抑えやすくなる。
一方、変倍レンズ群を保持して移動する枠とズームレンズ全体の保持枠を配置することを考慮して、条件式(7)の上限値を上回らないように背面側にてプリズムの有効領域よりも変倍レンズ群の有効領域を小さくすることが好ましい。
一方、変倍レンズ群を保持して移動する枠とズームレンズ全体の保持枠を配置することを考慮して、条件式(7)の上限値を上回らないように背面側にてプリズムの有効領域よりも変倍レンズ群の有効領域を小さくすることが好ましい。
また、本発明の好ましい態様によれば、物体側レンズ群は正の屈折力を持ち、
ズームレンズは物体側レンズ群と明るさ絞りとの間に配置され負の屈折力を有し広角端よりも望遠端にて明るさ絞りに近づくように移動して変倍を行う第2の変倍レンズ群、及び第1の変倍レンズ群の像側に配置された正屈折力のレンズ群を有し、
第2の変倍レンズ群と第1の変倍レンズ群との間に他のレンズ群が設けられていないことが望ましい。
ズームレンズは物体側レンズ群と明るさ絞りとの間に配置され負の屈折力を有し広角端よりも望遠端にて明るさ絞りに近づくように移動して変倍を行う第2の変倍レンズ群、及び第1の変倍レンズ群の像側に配置された正屈折力のレンズ群を有し、
第2の変倍レンズ群と第1の変倍レンズ群との間に他のレンズ群が設けられていないことが望ましい。
第2の変倍レンズ群を配置することで第1の変倍レンズ群の移動範囲を抑えつつ、いっそうの高変倍比化に有利となる。
第1の変倍レンズ群の像側に正屈折力のレンズ群を配置することで、射出瞳を像面から遠ざけやすくなり撮影画像内の周辺部分のシェーディングなどを抑えやすくなる。
明るさ絞り付近に固定の正レンズを配置する場合と比較し、レンズ群数を抑えると共に偏心による影響を抑えやすくなり歩留まりが向上する。
第1の変倍レンズ群の像側に正屈折力のレンズ群を配置することで、射出瞳を像面から遠ざけやすくなり撮影画像内の周辺部分のシェーディングなどを抑えやすくなる。
明るさ絞り付近に固定の正レンズを配置する場合と比較し、レンズ群数を抑えると共に偏心による影響を抑えやすくなり歩留まりが向上する。
また、本発明の好ましい態様によれば、第1の変倍レンズ群は、物体側に並んで配置された物体側面が凸面の複数の正レンズ成分とそれら複数の正レンズ成分よりも像側に配置された像側面が凹面の負レンズ成分を有することが望ましい。
第1の変倍レンズ群には、光束が発散して入射するが、物体側の複数の正レンズ成分により光束を収斂させ、像側面が凹面の負レンズ成分をこれらの正レンズ成分よりも像側に配置して軸外光束を光軸から離れる方向に屈折させることで変倍レンズ群の小型化につながる。
なお、レンズ成分は、空気と接する有効面が物体側面と像側面の2つのみのレンズ体であり、単レンズや接合レンズを意味する。
なお、レンズ成分は、空気と接する有効面が物体側面と像側面の2つのみのレンズ体であり、単レンズや接合レンズを意味する。
また、本発明の好ましい態様によれば、上述のズームレンズが以下の条件を満足することが望ましい。
3.4< fT/fW (8)
ただし、
fTは望遠端におけるズームレンズの焦点距離、
fWは広角端におけるズームレンズの焦点距離、
である。
3.4< fT/fW (8)
ただし、
fTは望遠端におけるズームレンズの焦点距離、
fWは広角端におけるズームレンズの焦点距離、
である。
条件式(8)の下限値を下回らないようにして変倍比を確保することが好ましい。本願発明のような形状のレンズを用いることの小型化のメリットを発揮しやすくなる。
さらには、上述のズームレンズが以下の条件を満足することが好ましい。
50°>ωW>38.0° (8−1)
ただし、
ωWは広角端におけるズームレンズの最大半画角、
である。
50°>ωW>38.0° (8−1)
ただし、
ωWは広角端におけるズームレンズの最大半画角、
である。
条件式(8−1)の下限値を下回らないようにして画角を確保すると良い。
条件式(8−1)の上限値を上回らないようにしてケラレを少なくすると良い。
条件式(8−1)の上限値を上回らないようにしてケラレを少なくすると良い。
また、本発明の好ましい態様によれば、撮像素子の撮像面の中心が有効撮像領域の中心に対して正面側に位置し、ズームレンズの背面側に配置された表示モニタを有することが望ましい。
撮像素子の撮像面の中心をズームレンズの光軸よりも正面側にずらすことにより背面側のスペースの確保につながり、背面側に大型の表示モニタを配置しても撮像装置の厚さを抑えることができる。
また、本発明の好ましい態様によれば、補正パラメータ記憶部は、ズームレンズの変倍、及び、明るさ絞りの開口面積の変更により変化する非対称な露出差を考慮して、それぞれの状態に対応した正面側と背面側で異なる補正パラメータを保持することが望ましい。
これにより、ズームレンズの状態により変化する非対称な露出差に合わせて補正ができ好ましい。
他にも、非対称なケラレにより生じる非対称な画像の変化を補正するべく、画像処理により周辺部の被写界深度の違い、画像歪みの違い、シェーディングの違いなどを補正することが好ましい。
また、測光エリアやフォーカシングエリアに応じてケラレを考慮した補正を行うことが好ましい。
また、ケラレの非対称性による影響を低減するように事前に画像処理を行い、その後、画像処理によるフィルター効果の画像変換を行うようにしてもよい。
他にも、非対称なケラレにより生じる非対称な画像の変化を補正するべく、画像処理により周辺部の被写界深度の違い、画像歪みの違い、シェーディングの違いなどを補正することが好ましい。
また、測光エリアやフォーカシングエリアに応じてケラレを考慮した補正を行うことが好ましい。
また、ケラレの非対称性による影響を低減するように事前に画像処理を行い、その後、画像処理によるフィルター効果の画像変換を行うようにしてもよい。
また、本発明の好ましい態様によれば、広角端における明るさ絞り開放時にてズームレンズが以下の条件を満足することが望ましい。
−3.5<EVc−f<−0.7 (9)
ただし、
EVc−fは広角端における軸上のEV値から広角端における基準面に沿った正面側の最大像高でのEV値を引いた値、
である。
−3.5<EVc−f<−0.7 (9)
ただし、
EVc−fは広角端における軸上のEV値から広角端における基準面に沿った正面側の最大像高でのEV値を引いた値、
である。
条件式(9)の下限値を下回らないようにすることで信号処理による露光量の補正によるノイズの発生を低減しやすくなる。
条件式(9)の上限値を上回らないようにすることで第1の変倍レンズ群の正面側のスペースの確保に有利となる。
なお、ズームレンズがフォーカシング機構を持つ場合は上述の各構成は最も遠距離に合焦した状態での構成とする。
条件式(9)の上限値を上回らないようにすることで第1の変倍レンズ群の正面側のスペースの確保に有利となる。
なお、ズームレンズがフォーカシング機構を持つ場合は上述の各構成は最も遠距離に合焦した状態での構成とする。
上述の各構成要件は個別もしくは複数を同時に満足することが好ましい。
各数値データにて、さらに以下のようにするとその効果をいっそう確実にでき好ましい。
各数値データにて、さらに以下のようにするとその効果をいっそう確実にでき好ましい。
条件式(A)について、下限値を0.05、更には0.10とすることが小型化の点で好ましい。上限値を1.0、更には0.5とすると、撮影画面の上端と下端のノイズ差を低減でき好ましい。
条件式(1)について、上限値を0.46とすることが好ましい。
条件式(2)について、下限値を0.95、0.97、さらには1.00とすることが好ましい。
条件式(3)について、
上限値を0.975とすることが好ましい。
上限値を0.975とすることが好ましい。
条件式(6)について、
下限値を0.95、さらには0.99とすることが好ましい。
上限値を1.05、さらには1.01とすることが好ましい。
下限値を0.95、さらには0.99とすることが好ましい。
上限値を1.05、さらには1.01とすることが好ましい。
条件式(7)について、
下限値を0.73、さらには0.85とすることが好ましい。
上限値を0.95、さらには0.92とすることが好ましい。
下限値を0.73、さらには0.85とすることが好ましい。
上限値を0.95、さらには0.92とすることが好ましい。
条件式(8)について、
下限値を4.5とすることが好ましい。
上限値15.0を設け、これを上回らないようにしてもよい。
ズームレンズの光軸に沿ったサイズの増大を抑えやすくなり、撮像装置の厚さ方向以外のサイズの小型化に有利となる。さらに上限値を、10.0としてもよい。
下限値を4.5とすることが好ましい。
上限値15.0を設け、これを上回らないようにしてもよい。
ズームレンズの光軸に沿ったサイズの増大を抑えやすくなり、撮像装置の厚さ方向以外のサイズの小型化に有利となる。さらに上限値を、10.0としてもよい。
条件式(9)について、
下限値を−2.5、さらに−2.0とすることが好ましい。
上限値を−1.0、さらには−1.5とすることが好ましい。
下限値を−2.5、さらに−2.0とすることが好ましい。
上限値を−1.0、さらには−1.5とすることが好ましい。
次に、非対称なシェーディングの補正に関して、より好ましい構成を説明する。
シェーディング補正パラメータ記憶部のシェーディング補正パラメータを基に撮像素子の平面に2次元配置された各画素にそれぞれ対応したシェーディング補正パラメータの算出を行うシェーディング補正パラメータ算出部を有し、
算出は予め記憶されていない画素に対応するシェーディング補正パラメータを補間する演算により行い、
シェーディング補正部は、撮像素子の各画素からそれぞれ取り出された輝度データに対して、シェーディング補正パラメータ算出部にて算出されたシェーディング補正パラメータの中から対応画素に関するシェーディング補正係数を抽出して補正演算することが好ましい。
シェーディング補正パラメータ記憶部のシェーディング補正パラメータを基に撮像素子の平面に2次元配置された各画素にそれぞれ対応したシェーディング補正パラメータの算出を行うシェーディング補正パラメータ算出部を有し、
算出は予め記憶されていない画素に対応するシェーディング補正パラメータを補間する演算により行い、
シェーディング補正部は、撮像素子の各画素からそれぞれ取り出された輝度データに対して、シェーディング補正パラメータ算出部にて算出されたシェーディング補正パラメータの中から対応画素に関するシェーディング補正係数を抽出して補正演算することが好ましい。
各画素ごとに補正係数を予め記憶せずに、補正係数を持たない画素に対応する補正係数をその画素の周辺の画素に対応する補正係数に基づき、線形補間或いは非線形補間により算出することで、シェーディング補正パラメータ記憶部の記憶容量を節約できる。
シェーディング補正パラメータは、撮像素子の短辺方向にて非対称に連続した分布に演算される。補正係数の算出においては、ケラレによるシェーディングの傾向を考慮した複数次数の補正パラメータ分布とするとよい。
例えば、長辺方向をX軸、短辺方向をY軸、撮像面の中心を原点としたときに、補正パラメータzの分布を以下のようにできる。
z=Cj
+C2 X+C3 Y
+C4 X2 +C5 XY+C6 Y2
+C7 X3 +C8 X2 Y+C9 XY2 +C10Y3
+C11X4 +C12X3 Y+C13X2 Y2 +C14XY3 +C15Y4
+C16X5 +C17X4 Y+C18X3 Y2 +C19X2 Y3 +C20XY4 +C21Y5
+C22X6 +C23X5 Y+C24X4 Y2 +C25X3 Y3 +C26X2 Y4 +C27XY5 +C28Y6
+C29X7 +C30X6 Y+C31X5 Y2 +C32X4 Y3 +C33X3 Y4 +C34X2 Y5 +C35XY6 +C36Y7
・・・・・・
z=Cj
+C2 X+C3 Y
+C4 X2 +C5 XY+C6 Y2
+C7 X3 +C8 X2 Y+C9 XY2 +C10Y3
+C11X4 +C12X3 Y+C13X2 Y2 +C14XY3 +C15Y4
+C16X5 +C17X4 Y+C18X3 Y2 +C19X2 Y3 +C20XY4 +C21Y5
+C22X6 +C23X5 Y+C24X4 Y2 +C25X3 Y3 +C26X2 Y4 +C27XY5 +C28Y6
+C29X7 +C30X6 Y+C31X5 Y2 +C32X4 Y3 +C33X3 Y4 +C34X2 Y5 +C35XY6 +C36Y7
・・・・・・
ただし、Cj (jは1以上の整数)は係数である。
上記係数分布にては、一般的には、X−Z面、Y−Z面共に対称面を持つことはないが、Xの奇数次項を全て0にすることによって、Y−Z面のみを対照面とする補正パラメータ分布となる。例えば、上記式(b)においては、C2 、C5 、C7 、C9 、C12、C14、C16、C18、C20、C23、C25、C27、C29、C31、C33、C35・・・の各項の係数を0にすることによって可能である。
上記係数分布にては、一般的には、X−Z面、Y−Z面共に対称面を持つことはないが、Xの奇数次項を全て0にすることによって、Y−Z面のみを対照面とする補正パラメータ分布となる。例えば、上記式(b)においては、C2 、C5 、C7 、C9 、C12、C14、C16、C18、C20、C23、C25、C27、C29、C31、C33、C35・・・の各項の係数を0にすることによって可能である。
なお、補間に関しては、上述の以外にも、例えば、焦点距離、合焦点物点距離、F値等の変更に応じて変化するシェーディング特性に応じて補正係数を補間するようにしてもよい。
また、本発明の好ましい態様によれば、さらに、撮像素子の短辺方向でのシェーディング補正パラメータ分布は、基準面上の短辺方向における背面側端付近でのシェーディング補正パラメータよりも正面側端付近でのシェーディング補正パラメータのほうが光軸付近でのシェーディング補正係数との差が大であることが好ましい。
また、本発明の好ましい態様によれば、シェーディング補正部は輝度データに対してシェーディング補正パラメータを乗算補正することが好ましい。
また、本発明の好ましい態様によれば、シェーディング補正パラメータ算出部は、シェーディング補正パラメータを基にズームレンズのズーム状態、フォーカス状態、絞り量の少なくとも1つに応じて修正しシェーディング補正部に伝送するシェーディング補正パラメータ修正部を有することが好ましい。
これにより、補正パラメータを補間することでシェーディング補正パラメータ記憶部の記憶容量を節約でき好ましい。
例えば、シェーディング補正パラメータ記憶部に記憶された広角端でのシェーディング補正パラメータを基に、広角端での補正パラメータ分布を算出し、中間焦点距離状態でのシェーディング補正パラメータを基に中間焦点距離状態での補正パラメータ分布を算出する。
例えば、シェーディング補正パラメータ記憶部に記憶された広角端でのシェーディング補正パラメータを基に、広角端での補正パラメータ分布を算出し、中間焦点距離状態でのシェーディング補正パラメータを基に中間焦点距離状態での補正パラメータ分布を算出する。
そして、広角端と中間焦点距離状態の中間の補正パラメータ分布は両分布の平均値とするなど、補正データを補間することでシェーディング補正パラメータ記憶部の記憶容量を節約できるので好ましい。
ここで、上記の平均値を算出するとき、厳密にはケラレの影響を考慮して補正することが一層好ましい。
ここで、上記の平均値を算出するとき、厳密にはケラレの影響を考慮して補正することが一層好ましい。
一例としては、無限遠合焦時の広角端、中間焦点距離状態、望遠端、至近距離合焦時の広角端、中間焦点距離状態、望遠端において、それぞれの絞り開放時と最小絞り時との、計12個の状態での補正パラメータを記憶させておく。そして、任意のズーム状態、フォーカス状態、絞り量に応じて演算補間することが好ましい。
また、本発明の好ましい態様によれば、シェーディング補正部による補正演算の後にディストーションの演算補正を行うディストーション補正部を有することが好ましい。
軸回転対称に発生する現象を先に補正してしまうと、非回転対称に発生するシェーディングの補正が複雑となる。そのため、先に光軸に対して非回転対称に発生する現象を補正することで、画像処理の精度が向上する。ズームレンズのディストーションを許容でき、小型化に有利となる。
また、本発明の好ましい態様によれば、シェーディング補正パラメータ記憶部は撮像素子のR(赤)、G(緑)、B(青)の各色に対応したシェーディング補正パラメータを保持し、シェーディング補正部は、R(赤)、G(緑)、B(青)の各色の輝度データに基づきシェーディング補正演算を行うことが好ましい。
これにより、撮像素子の各色に対応した補正係数を持たせることで色シェーディングの抑制に有利となる。
また、本発明の好ましい態様によれば、シェーディング補正パラメータ算出部は、シェーディング特性の逆関数をシェーディング補正パラメータとして算出し、シェーディング補正部は撮像素子の各画素からそれぞれ取り出された輝度データにシェーディング補正パラメータを乗算して補正を行うことが好ましい。
これにより、シェーディングが生じる領域の輝度がシェーディングの程度に応じて増幅されることにより、シェーディングの補正が行える。
また、シェーディング補正パラメータ記憶部の補正パラメータについて、以下のようにしてもよい。
また、本発明の好ましい態様によれば、シェーディング補正パラメータ記憶部は光軸を中心に回転対称の分布をあらわすシェーディング補正パラメータと光軸中心に対して非回転対称な分布をあらわすシェーディング補正パラメータとを保持し、シェーディング補正パラメータ算出部は回転対称な分布となるシェーディング補正パラメータと非回転対称な分布となるシェーディング補正パラメータとを合算してシェーディング補正パラメータを算出するシェーディング補正パラメータ合算部を備え、シェーディング補正部は撮像素子の各画素からそれぞれ取り出された輝度データにシェーディング補正パラメータ算出部にて算出されたシェーディング補正パラメータを乗算して補正を行うことが好ましい。
これにより、光学系における周辺光量の低下はコサイン4乗則によるシェーディング傾向は光軸を中心にほぼ回転対称となる。
一方、撮像素子によるシェーディング傾向は回転対称とは限らず、また、上述したズームレンズでは短辺方向の端の領域においては非回転対称なシェーディング特性となる。回転対称のシェーディングはその補正係数を計算により算出できるので、補正係数を記憶する記憶部の記憶容量を少なくでき、低コスト化や処理速度の向上に有利となる。
また、本発明の好ましい態様によれば、シェーディング補正パラメータ記憶部の回転対称の分布をあらわすシェーディング補正パラメータが像高に対応するシェーディング補正パラメータであり、シェーディング補正パラメータ算出部は回転対称な分布となるシェーディング補正パラメータを撮像面の中心から対象画素までの距離に基づき算出し、回転対称な分布となるシェーディング補正パラメータと非回転対称な分布となるシェーディング補正パラメータとを合算してシェーディング補正パラメータを算出することが好ましい。
これにより、回転対称なシェーディング補正パラメータの分布を撮像面中心からの像高の関数に出来るため、補正係数を記憶する記憶部の記憶容量を少なくでき、低コスト化や処理速度の向上に有利となる。
また、本発明の好ましい態様によれば、シェーディング補正パラメータに基づき撮像素子の短辺方向にて非対称な補正パラメータ分布のノイズ補正パラメータを作成するノイズ補正パラメータ計算部と、ノイズ補正パラメータを用いてノイズ補正処理を行うノイズ補正部とを有することが好ましい。
シェーディング補正を行うと輝度の増幅率が大きい領域ほどノイズが発生する。非対称なシェーディングが発生する場合、シェーディング補正にともない非対称なノイズ分布が発生する。このとき、一様にノイズ補正を行うと非対称なノイズ分布が残ってしまう。そのためシェーディング分布に基づいてノイズ補正を行うことで撮影される画像の画質を高めることが可能となる。
また、本発明の好ましい態様によれば、ズームレンズの正面側に干渉部材が配置されていることが望ましい。
これにより、撮像装置の小型化と衝撃の吸収とが可能となる。
本発明によれば、薄型化に有利な光路反射型のズームレンズを備えた撮像装置を提供することができる。
以下に、本発明にかかる撮像装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
以下に本願発明の実施の形態を説明する。
図1、2は本発明に基づく第1の実施の形態における光路つきズームレンズの断面構成を示している。
図3、4、5、6、7は、第1の実施の形態の代表的なレンズの外形と有効領域を示している。
また、プリズムの入射光軸と反射光軸を含む面を紙面としている。紙面が撮像素子の短辺方向となる。
図1、2は本発明に基づく第1の実施の形態における光路つきズームレンズの断面構成を示している。
図3、4、5、6、7は、第1の実施の形態の代表的なレンズの外形と有効領域を示している。
また、プリズムの入射光軸と反射光軸を含む面を紙面としている。紙面が撮像素子の短辺方向となる。
後述する実施例において、第1レンズ群G1が本発明の物体側レンズ群に対応し、第3レンズ群G3が本発明の第1の変倍レンズ群に対応する。
また、各図に示すごとく、第1レンズ群G1の物体側サブレンズ群は図1、2の紙面に対称な形状としている。プリズムで反射した後に、撮影装置の下方に光軸が向かう撮影装置の場合について説明する。
また、各図に示すごとく、第1レンズ群G1の物体側サブレンズ群は図1、2の紙面に対称な形状としている。プリズムで反射した後に、撮影装置の下方に光軸が向かう撮影装置の場合について説明する。
図3は、第1レンズ群G1中の物体側サブレンズ群の断面構成を示している。物体側サブレンズ群は、撮影装置(図12参照)の左右方向に対称である。また、撮影装置の上下方向には非対称の形状としている。換言すると、図3(a)は、物体側サブレンズ群の上述のように定義した紙面に平行な面における断面構成を示している。図3(b)は、物体側サブレンズ群を光束が入射する側から見た図を示している。図3(c)は、物体側サブレンズ群の光軸を含み紙面に垂直な面における断面構成を示している。図3(d)は、物体側サブレンズ群を光束が射出する側から見た構成を示している。
外形の上下方向のうち、短い方を上側とすれは、撮影装置の高さ方向の小型化と、レンズの下側での面を有効面から離すことで、ゴースト低減に有利となる。
短いほうを上側とすれば、第1レンズ群中の像側レンズ群を配置するスペースに余裕が持たせられる。
また、物体側サブレンズ群の物体側面の有効領域を斜線で示す。上下方向、左右方向いずれもほぼ対称な小判形状としている。
短いほうを上側とすれば、第1レンズ群中の像側レンズ群を配置するスペースに余裕が持たせられる。
また、物体側サブレンズ群の物体側面の有効領域を斜線で示す。上下方向、左右方向いずれもほぼ対称な小判形状としている。
図4(a)は、プリズムを紙面に平行な面における断面構成を示している。図4(b)は、プリズムを撮像装置の像側から見た構成を示している。プリズムの外形は、図4(a)に示すように、射出面の背面側が欠如した形状としている。
図4(b)において、プリズムの射出面における有効領域を斜線で示す。正面側の有効領域よりも背面側の有効領域が小さくなっている。また、条件式におけるパラメータPEL、PEf、PErも合わせて図中に示している。
上述したように、軸外光束の主光線がけられないようにプリズムの背面側の有効領域とサイズを決めている。
上述したように、軸外光束の主光線がけられないようにプリズムの背面側の有効領域とサイズを決めている。
図5(a)は、第1レンズ群G1中の像側サブレンズ群を光束が入射する側から見た構成を示している。図5(b)は、第1レンズ群G1中の像側サブレンズ群の光軸を含み紙面に垂直な面における断面構成を示している。像側サブレンズ群の外形は、図5(a)に示すように、左右方向に対称で正面側と背面側が一部欠如した形状としている。欠如の具合、すなわち円形形状を基本としたときに、円形形状に比較して像側サブレンズ群において欠落している領域の大きさは、背面側のほうが正面側よりも大きい。
像側サブレンズ群の背面側のサイズは、プリズムのサイズに合わせてほぼ同じになるように構成している。また、図5(a)において、像側サブレンズ群の物体側面における有効範囲は斜線で示す範囲である。
正面側の有効領域よりも背面側の有効領域のほうが小さくなっている。さらに、条件式のパラメータL1rEも合わせて図中に示している。
像側サブレンズ群の背面側のサイズは、プリズムのサイズに合わせてほぼ同じになるように構成している。また、図5(a)において、像側サブレンズ群の物体側面における有効範囲は斜線で示す範囲である。
正面側の有効領域よりも背面側の有効領域のほうが小さくなっている。さらに、条件式のパラメータL1rEも合わせて図中に示している。
第2レンズ群G2については特に図では示さない。第2レンズ群G2は小型化しやすいレンズ群である。このため、第1レンズ群G1や第3レンズ群G3よりも正面側、背面側にて大きくならない形状としている。第2レンズ群G2の形状は、円形もしくは、小判形状の外形とすることが好ましい。
明るさ絞りSは、円形の開口を持つ絞りである。明るさ絞りSの開口面積を、光軸を中心に可変に構成してもよい。また、明るさ絞りSは、円形に限らず、紙面に垂直方向に伸びた楕円形にしてもよい。
図6(a)は、第3レンズ群G3中の物体側レンズの紙面に垂直な方向から見た構成を示している(上面図)。図6(b)は、物体側レンズを光束が入射する側から見た構成を示している(正面図)。図6(c)は、物体側レンズの光軸を含み紙面に垂直な面における断面構成を示している(側面図)。物体側レンズは、正面側と背面側が一部欠如した外形形状を持っている。欠如の度合いは、正面側のほうが背面側よりも大きくなっている。
物体側レンズの背面側の長さは、第1レンズ群中のプリズムや像側サブレンズ群の背面側の大きさに基づき、且つ、可動群であることも考慮してプリズム等よりもやや小さめに設定している。
図6(b)において、物体側レンズの物体側面の有効領域を斜線で示している。有効領域は背面側よりも正面側にて小さくなるようになっている。
また、図示しないが、第3レンズ群の他のレンズも、物体側レンズ群のサイズに合わせて正面側と背面側が欠落した形状となっている。図6(b)において、条件式のパラメータLv1Er、Lv1Ef、Lv1ELも合わせて図中に示している。
また、図示しないが、第3レンズ群の他のレンズも、物体側レンズ群のサイズに合わせて正面側と背面側が欠落した形状となっている。図6(b)において、条件式のパラメータLv1Er、Lv1Ef、Lv1ELも合わせて図中に示している。
有効範囲を決める部材として、レンズを保持する枠、レンズ面周辺部の黒塗り、開口部を持つ絞り部材などが考えられる。黒塗りで行うことが一般的であり、コストも小さく抑えられる。
図7(a)は、第4レンズ群G4を構成するレンズの紙面に垂直な方向から見た構成を示している(上面図)。図7(b)は、第4レンズ群G4を構成するレンズを光束が入射する側から見た構成を示している(正面図)。図7(c)は、第4レンズ群G4の構成するレンズの光軸を含み紙面に垂直な面における断面構成を示している(側面図)。
第4レンズ群G4を構成するレンズは、図7(b)に示すように、略矩形の外形形状を持っている。図7(b)(正面図)における突出した部位(図中上端)側は、第4レンズ群G4を移動させてフォーカシングを行うためのモーター(不図示)と接続されている。
また、図7(b)において、第4レンズ群G4を構成するレンズ物体側面の有効領域を斜線で示している。第4レンズ群G4は撮像素子に近い位置に配置されるので、撮像面の形状に近い略矩形としている。
また、図7(b)において、第4レンズ群G4を構成するレンズ物体側面の有効領域を斜線で示している。第4レンズ群G4は撮像素子に近い位置に配置されるので、撮像面の形状に近い略矩形としている。
以下、本発明のズームレンズの実施例1〜3について説明する。実施例1の無限遠物点合焦時の広角端、中間焦点距離状態、望遠端のレンズ断面図をそれぞれ図1(a)、図1(b)、図2に示す。図1(a)、図1(b)、図2中、第1レンズ群はG1、第2レンズ群はG2、明るさ(開口)絞りはS、第3レンズ群はG3、第4レンズ群はG4、赤外光を制限する波長域制限コートを施したローパスフィルタを構成する平行平板はF、電子撮像素子のカバーガラスの平行平板はC、像面はIで示してある。なお、カバーガラスCの表面に波長域制限用の多層膜を施してもよい。また、そのカバーガラスCにローパスフィルタ作用を持たせるようにしてもよい。
数値データはいずれも無限遠の被写体に合焦した状態でのデータである。各数値の長さの単位はmm、角度の単位は°(度)である。フォーカシングはいずれの実施例も最も像側のレンズ群の移動により行う。
実施例1のズームレンズは、図1(a)、図1(b)、図2に示すように、物体側から順に、正の屈折力の第1レンズ群G1と、負の屈折力の第2レンズ群G2と、明るさ絞りSと、正の屈折力の第3レンズ群G3と、正の屈折力の第4レンズ群G4とを配置している。
広角端から望遠端にかけての変倍時、第1レンズ群G1は固定し、第2レンズ群G2は像側に移動し、明るさ絞りSは固定し、第3レンズ群G3は物体側へ移動する。また、第4レンズ群G4は像面位置補正のため移動し、近距離物体のフォーカシング時は物体側へ移動する。
物体側から順に、第1レンズ群G1は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、光路折り曲げプリズムと、両凸正レンズからなる。第2レンズ群G2は、両凹負レンズと、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズと両凹負レンズの接合レンズとからなる。第3レンズ群G3は、両凸正レンズと、両凸正レンズと両凹負レンズとの接合レンズと、像面側に凹面を向けた負メニスカスレンズと像面側に凹面を向けた正メニスカスレンズとの接合レンズからなる。第4レンズ群G4は、両凸正レンズからなる。
非球面は、第1レンズ群G1の両凸正レンズの両面と、第2レンズ群G2の両凹負レンズの両面と、第3レンズ群G3の物体側の両凸正レンズの両面と、第4レンズ群G4の両凸正レンズの両面との8面に用いている。
また、第2の実施の形態、第3の実施の形態、及びその例においても各レンズの外形形状は上述の図4、5、6、7、8にほぼ同じとなるので、図はレンズ断面図のみを示し、本発明に関連する数値は表にて示す。
実施例2のズームレンズは、図8(a)、図8(b)、図9に示すように、物体側から順に、正の屈折力の第1レンズ群G1と、負の屈折力の第2レンズ群G2と、明るさ絞りSと、正の屈折力の第3レンズ群G3と、正の屈折力の第4レンズ群G4とを配置している。
広角端から望遠端にかけての変倍時、第1レンズ群G1は固定し、第2レンズ群G2は像側に移動し、明るさ絞りSは固定し、第3レンズ群G3は物体側へ移動する。また、第4レンズ群G4は像面位置補正のため移動し、近距離物体のフォーカシング時は物体側へ移動する。
物体側から順に、第1レンズ群G1は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、光路折り曲げプリズムと、両凸正レンズからなる。第2レンズ群G2は、両凹負レンズと、両凹負レンズと両凸正レンズの接合レンズとからなる。第3レンズ群G3は、両凸正レンズと、両凸正レンズと、像面側に凹面を向けた正メニスカスレンズと像面側に凹面を向けた負メニスカスレンズとからなる。第4レンズ群G4は、両凸正レンズからなる。
非球面は、第1レンズ群G1の負メニスカスレンズの像側面と、両凸正レンズの両面と、第3レンズ群G3の物体側の両凸正レンズの両面と、第4レンズ群G4の両凸正レンズの両面との7面に用いている。
実施例3のズームレンズは、図10(a)、図10(b)、図11に示すように、物体側から順に、正の屈折力の第1レンズ群G1と、負の屈折力の第2レンズ群G2と、明るさ絞りSと、正の屈折力の第3レンズ群G3と、正の屈折力の第4レンズ群G4とを配置している。
広角端から望遠端にかけての変倍時、第1レンズ群G1は固定し、第2レンズ群G2は像側に移動し、明るさ絞りSは固定し、第3レンズ群G3は物体側へ移動する。また、第4レンズ群G4は像面位置補正のため移動し、近距離物体のフォーカシング時は物体側へ移動する。
物体側から順に、第1レンズ群G1は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、光路折り曲げプリズムと、両凸正レンズからなる。第2レンズ群G2は、両凹負レンズと、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズと像側に凸面を向けた負メニスカスレンズとの接合レンズとからなる。第3レンズ群G3は、両凸正レンズと、両凸正レンズと、像面側に凹面を向けた正メニスカスレンズと像側に凹面を向けた負メニスカスレンズとの接合レンズとからなる。第4レンズ群G4は、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる。
非球面は、第1レンズ群G1の負メニスカスレンズの像側面と両凸正レンズの両面と、第3レンズ群G3の物体側の両凸正レンズの両面と、第4レンズ群G4の両凸正レンズの両面との7面に用いている。
以下に、上記各実施例の数値データを示す。記号は上記の外、FLは全系焦点距離、FNOはFナンバー、ωは半画角、r1、r2…は各レンズ面の曲率半径、d1、d2…は各レンズ面間の間隔、nd1、nd2…は各レンズのd線の屈折率、νd1、νd2…は各レンズのアッベ数である。
なお、非球面形状は、xを光の進行方向を正とした光軸とし、yを光軸と直交する方向にとると、下記の式にて表される。
x=(y2 /r)/[1+{1−(K+1)(y/r)2 }1/2 ]
+A4 y4 +A6 y6 +A8 y8 +A10y10+A12y12
ただし、rは近軸曲率半径、Kは円錐係数、A4 、A6 、A8 、A10、A12はそれぞれ
4次、6次、8次、10次、12次の非球面係数である。また、非球面係数において、「E−n」(nは整数)は、「10−n」を示している。
+A4 y4 +A6 y6 +A8 y8 +A10y10+A12y12
ただし、rは近軸曲率半径、Kは円錐係数、A4 、A6 、A8 、A10、A12はそれぞれ
4次、6次、8次、10次、12次の非球面係数である。また、非球面係数において、「E−n」(nは整数)は、「10−n」を示している。
数値実施例1
単位mm
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 45.3665 0.7 2.00069 25.46
2 10.2107 2.62
3 ∞ 8.15 1.84666 23.78
4 ∞ 0.2
5* 18.133 2.7472 1.6935 53.21
6* -12.3279 -0.5
7 ∞ 可変
8* -13.0437 0.7 1.8061 40.92
9* 27.0694 0.61
10 -25.2804 1.72 1.92286 20.88
11 -8.3108 0.4773 1.816 46.62
12 4.54E+04 可変
13 絞り 可変
14* 7.1238 2.8248 1.497 81.54
15* -12.1151 0.2
16 15.0222 3.6788 1.497 81.54
17 -11.0558 0.5 1.72916 54.68
18 39.8058 0.5908
19 9.6808 0.5 2.00069 25.46
20 4.1507 1.96 1.58913 61.14
21 5.15 可変
22* 13.6247 1.8884 1.53071 55.6
23* -58.9893 可変
24 ∞ 0.5 1.51633 64.14
25 ∞ 0.5
26 ∞ 0.5 1.51633 64.14
27 ∞ 0.37
28 像面(撮像面) ∞ (可変)
(近軸像面)
非球面データ
第5面
K=0
A4=-1.2216E-05,A6=-2.3441E-07,A8=-4.0688E-08,A10=-2.9950E-11
第6面
K=0.1399
A4=1.4627E-04,A6=-6.2795E-07,A8=-2.0350E-08,A10=-1.5266E-10
第8面
K=0
A4=-1.8897E-04,A6=-6.1814E-06,A8=1.8227E-06,A10=-9.1120E-08
第9面
K=0
A4=-4.3016E-04,A6=4.3846E-06,A8=1.4370E-06,A10=-1.2267E-07
第14面
K=0
A4=-4.8642E-04,A6=7.9384E-07,A8=-4.6316E-08,A10=-8.6511E-10
第15面
K=0
A4=1.9041E-04,A6=2.2176E-06,A8=1.4931E-08,A10=0.0000E+00
第22面
K=0
A4=8.4070E-05,A6=1.5676E-05,A8=-3.9243E-06,A10=1.4920E-07
第23面
K=0
A4=2.4046E-04,A6=-3.0261E-06,A8=-3.5165E-06,A10=1.5194E-07
ズームデータ
広角 中間 望遠
ω 41.2 18.8 8.6
Fno 4 5.42 5.98
FL 5.13 10.69 24.41
d7 1.07 5.01718 8.11085
d12 7.81576 3.87953 0.79274
d13 9.32878 6.01909 0.79154
d21 2.40651 5.56161 10.37915
d23 3.08094 3.23394 3.64518
(d28 -0.00005 -0.00007 -0.00019)
単位mm
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 45.3665 0.7 2.00069 25.46
2 10.2107 2.62
3 ∞ 8.15 1.84666 23.78
4 ∞ 0.2
5* 18.133 2.7472 1.6935 53.21
6* -12.3279 -0.5
7 ∞ 可変
8* -13.0437 0.7 1.8061 40.92
9* 27.0694 0.61
10 -25.2804 1.72 1.92286 20.88
11 -8.3108 0.4773 1.816 46.62
12 4.54E+04 可変
13 絞り 可変
14* 7.1238 2.8248 1.497 81.54
15* -12.1151 0.2
16 15.0222 3.6788 1.497 81.54
17 -11.0558 0.5 1.72916 54.68
18 39.8058 0.5908
19 9.6808 0.5 2.00069 25.46
20 4.1507 1.96 1.58913 61.14
21 5.15 可変
22* 13.6247 1.8884 1.53071 55.6
23* -58.9893 可変
24 ∞ 0.5 1.51633 64.14
25 ∞ 0.5
26 ∞ 0.5 1.51633 64.14
27 ∞ 0.37
28 像面(撮像面) ∞ (可変)
(近軸像面)
非球面データ
第5面
K=0
A4=-1.2216E-05,A6=-2.3441E-07,A8=-4.0688E-08,A10=-2.9950E-11
第6面
K=0.1399
A4=1.4627E-04,A6=-6.2795E-07,A8=-2.0350E-08,A10=-1.5266E-10
第8面
K=0
A4=-1.8897E-04,A6=-6.1814E-06,A8=1.8227E-06,A10=-9.1120E-08
第9面
K=0
A4=-4.3016E-04,A6=4.3846E-06,A8=1.4370E-06,A10=-1.2267E-07
第14面
K=0
A4=-4.8642E-04,A6=7.9384E-07,A8=-4.6316E-08,A10=-8.6511E-10
第15面
K=0
A4=1.9041E-04,A6=2.2176E-06,A8=1.4931E-08,A10=0.0000E+00
第22面
K=0
A4=8.4070E-05,A6=1.5676E-05,A8=-3.9243E-06,A10=1.4920E-07
第23面
K=0
A4=2.4046E-04,A6=-3.0261E-06,A8=-3.5165E-06,A10=1.5194E-07
ズームデータ
広角 中間 望遠
ω 41.2 18.8 8.6
Fno 4 5.42 5.98
FL 5.13 10.69 24.41
d7 1.07 5.01718 8.11085
d12 7.81576 3.87953 0.79274
d13 9.32878 6.01909 0.79154
d21 2.40651 5.56161 10.37915
d23 3.08094 3.23394 3.64518
(d28 -0.00005 -0.00007 -0.00019)
また、第1の実施の形態におけるレンズ断面は、共通とし、条件式に関する有効サイズ等に係る数値として、2つの例を実施例1−1、1−2として以下の表に掲げる。
実施例1-1 実施例1-2
IHs 2.42 2.42
Lv1Ef 2.60 3.30
Lv1Er 2.70 3.40
Lv1EL 7.40 7.40
L1rEr 3.00 3.60
Pem 2.90 2.90
PEr 2.90 3.50
PEf 3.58 3.58
Pe0 2.25 1.96
Pec 2.62 2.62
PEL 10.40 10.40
fW 5.13 5.13
fT 24.41 24.41
Lv1Er/Lv1EL 0.365 0.459
Lv1Ef/IHs 1.074 1.364
Lv1Ef/Lv1Er 0.963 0.971
L1rEr/PEr 1.03 1.03
Lv1Er/PEr 0.931 0.971
fT/fW 4.76 4.76
EVc-f -1.7 -1.2
実施例1-1 実施例1-2
IHs 2.42 2.42
Lv1Ef 2.60 3.30
Lv1Er 2.70 3.40
Lv1EL 7.40 7.40
L1rEr 3.00 3.60
Pem 2.90 2.90
PEr 2.90 3.50
PEf 3.58 3.58
Pe0 2.25 1.96
Pec 2.62 2.62
PEL 10.40 10.40
fW 5.13 5.13
fT 24.41 24.41
Lv1Er/Lv1EL 0.365 0.459
Lv1Ef/IHs 1.074 1.364
Lv1Ef/Lv1Er 0.963 0.971
L1rEr/PEr 1.03 1.03
Lv1Er/PEr 0.931 0.971
fT/fW 4.76 4.76
EVc-f -1.7 -1.2
数値実施例2
単位mm
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 494.305 0.8 2.00069 25.46
2* 11.811 2.81
3 ∞ 9 1.834 37.16
4 ∞ 0.2
5* 9.368 2.55 1.713 53.87
6* -40.214 可変
7 -22.842 0.7 1.883 40.76
8 14.261 1.15
9 -13.699 0.7 1.883 40.76
10 20.441 1.8 1.92286 20.88
11 -20.24 可変
12 ∞ 可変
13* 7.979 1.95 1.61772 49.81
14* -66.841 0.2
15 15.96 2.43 1.497 81.54
16 -18.074 0.1
17 10.141 1.73 1.48749 70.23
18 60.508 0.8 1.92286 20.88
19 4.794 可変
20* 20.078 2 1.497 81.54
21* -32.393 可変
22 ∞ 0.5 1.51633 64.14
23 ∞ 0.5
24 ∞ 0.5 1.51633 64.14
25 ∞ 0.37
26像面(撮像面)∞ (可変)
(近軸像面)
非球面データ
第2面
K=0
A4=-2.7364E-04,A6=1.4504E-06,A8=-1.8043E-08,A10=1.0118E-11
第5面
K=0
A4=-1.6610E-04,A6=-2.1998E-06,A8=3.7691E-08,A10=8.0754E-10
第6面
K=0
A4=9.0942E-05,A6=-2.7554E-06,A8=8.6822E-08,A10=2.9636E-10
第13面
K=0
A4=1.4635E-04,A6=1.3240E-06,A8=1.8472E-06,A10=-1.6558E-08
第14面
K=0
A4=7.3575E-04,A6=4.9561E-06,A8=2.2287E-06,A10=0.0000E+00
第20面
K=0
A4=-1.1206E-03,A6=0.0000E+00,A8=0.0000E+00,A10=0.0000E+00
第21面
K=0
A4=-1.1206E-03,A6=1.9313E-06,A8=1.1559E-06,A10=-2.5715E-08
ズームデータ
広角 中間 望遠
ω 39.1 20.9 11.6
Fno 3.57 4.37 5.09
FL 5.07 9.37 17.43
d6 0.5 4.47 6.59
d11 6.93 2.96 0.84
d12 7.68 5.39 1.16
d19 3 5.51 10.48
d21 4.47 4.25 3.5
(d26 0.03646 0.04818 0.0876)
単位mm
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 494.305 0.8 2.00069 25.46
2* 11.811 2.81
3 ∞ 9 1.834 37.16
4 ∞ 0.2
5* 9.368 2.55 1.713 53.87
6* -40.214 可変
7 -22.842 0.7 1.883 40.76
8 14.261 1.15
9 -13.699 0.7 1.883 40.76
10 20.441 1.8 1.92286 20.88
11 -20.24 可変
12 ∞ 可変
13* 7.979 1.95 1.61772 49.81
14* -66.841 0.2
15 15.96 2.43 1.497 81.54
16 -18.074 0.1
17 10.141 1.73 1.48749 70.23
18 60.508 0.8 1.92286 20.88
19 4.794 可変
20* 20.078 2 1.497 81.54
21* -32.393 可変
22 ∞ 0.5 1.51633 64.14
23 ∞ 0.5
24 ∞ 0.5 1.51633 64.14
25 ∞ 0.37
26像面(撮像面)∞ (可変)
(近軸像面)
非球面データ
第2面
K=0
A4=-2.7364E-04,A6=1.4504E-06,A8=-1.8043E-08,A10=1.0118E-11
第5面
K=0
A4=-1.6610E-04,A6=-2.1998E-06,A8=3.7691E-08,A10=8.0754E-10
第6面
K=0
A4=9.0942E-05,A6=-2.7554E-06,A8=8.6822E-08,A10=2.9636E-10
第13面
K=0
A4=1.4635E-04,A6=1.3240E-06,A8=1.8472E-06,A10=-1.6558E-08
第14面
K=0
A4=7.3575E-04,A6=4.9561E-06,A8=2.2287E-06,A10=0.0000E+00
第20面
K=0
A4=-1.1206E-03,A6=0.0000E+00,A8=0.0000E+00,A10=0.0000E+00
第21面
K=0
A4=-1.1206E-03,A6=1.9313E-06,A8=1.1559E-06,A10=-2.5715E-08
ズームデータ
広角 中間 望遠
ω 39.1 20.9 11.6
Fno 3.57 4.37 5.09
FL 5.07 9.37 17.43
d6 0.5 4.47 6.59
d11 6.93 2.96 0.84
d12 7.68 5.39 1.16
d19 3 5.51 10.48
d21 4.47 4.25 3.5
(d26 0.03646 0.04818 0.0876)
また、第2の実施の形態におけるレンズ断面は、共通とし、条件式に関する有効サイズ等に係る数値として、2つの例を実施例2−1、2−2して以下の表に掲げる。
実施例2-1 実施例2-2
IHs 2.42 2.42
Lv1Ef 2.45 2.45
Lv1Er 2.65 2.65
Lv1EL 6.90 6.90
L1rEr 3.40 3.40
PEm 3.30 3.30
PEr 3.30 3.60
PEf 4.00 4.00
Pe0 2.07 2.07
Pec 2.55 2.55
PEL 11.00 11.00
fW 5.07 5.07
fT 17.43 17.43
Lv1Er/Lv1EL 0.384 0.384
Lv1Ef/IHs 1.012 1.012
Lv1Ef/Lv1Er 0.925 0.925
L1rEr/PEr 1.03 0.94
Lv1Er/PEr 0.803 0.736
fT/fW 3.44 3.44
EVc-fv -0.8 -0.8
実施例2-1 実施例2-2
IHs 2.42 2.42
Lv1Ef 2.45 2.45
Lv1Er 2.65 2.65
Lv1EL 6.90 6.90
L1rEr 3.40 3.40
PEm 3.30 3.30
PEr 3.30 3.60
PEf 4.00 4.00
Pe0 2.07 2.07
Pec 2.55 2.55
PEL 11.00 11.00
fW 5.07 5.07
fT 17.43 17.43
Lv1Er/Lv1EL 0.384 0.384
Lv1Ef/IHs 1.012 1.012
Lv1Ef/Lv1Er 0.925 0.925
L1rEr/PEr 1.03 0.94
Lv1Er/PEr 0.803 0.736
fT/fW 3.44 3.44
EVc-fv -0.8 -0.8
数値実施例3
単位mm
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 101.058 0.6 2.00069 25.46
2* 9.8 2
3 ∞ 7.8 1.84666 23.78
4 ∞ 0.2
5* 16.913 2.5918 1.76802 49.24
6* -14.0938 可変
7 -16.3299 0.7 1.77377 47.17
8 13.9182 0.5637
9 -45.156 1.7 1.92286 20.88
10 -9.7361 0.8923 1.883 40.76
11 -61.2033 可変
12 ∞ 可変
13* 7.922 1.9956 1.58313 59.38
14* -39.4331 0.2
15 8.5926 2.5 1.497 81.54
16 -20.3394 0.2
17 8.7662 1.2 1.51742 52.43
18 36.4003 0.5781 2.00069 25.46
19 3.9484 可変
20* -42.8587 2 1.5311 55.91
21* -8.0127 可変
22 ∞ 0.5 1.51633 64.14
23 ∞ 0.5
24 ∞ 0.5 1.51633 64.14
25 ∞ 0.37
26像面(撮像面)∞ (可変)
(近軸像面)
非球面データ
第5面
K=0
A4=1.0255E-05,A6=-2.9963E-06,A8=1.5670E-07,A10=-3.2823E-09
第6面
K=0
A4=1.3596E-04,A6=-3.2171E-06,A8=1.5396E-07,A10=-3.1268E-09
第7面
K=0
A4=-3.3996E-04,A6=1.0901E-05,A8=-6.3662E-07,A10=2.9087E-08
第8面
K=0
A4=-6.1175E-04,A6=1.8130E-05,A8=-2.4649E-06,A10=1.2234E-07
第13面
K=0
A4=-1.4085E-04,A6=-6.0043E-06,A8=3.8385E-07,A10=-1.4605E-08
第14面
K=0
A4=5.0254E-04,A6=-1.7048E-06,A8=3.0575E-07,A10=-1.2763E-08
第20面
K=-51.0253
A4=1.3159E-04,A6=3.9588E-05,A8=-3.9795E-06,A10=0.0000E+00
第21面
K=0
A4=6.0395E-04,A6=2.9117E-05,A8=-3.8238E-06,A10=2.3728E-08
ズームデータ
広角 中間 望遠
ω 40.6 23.3 12.2
Fno 3.6 4.8 5.7
FL 5.07 8.78 17.5
d6 0.6 3.36253 6.65076
d11 7.0529 4.28987 1
d12 6.88865 4.00794 0.6
d19 2.78614 6.27688 10.65344
d21 4.07164 3.46222 2.49522
(d26 0.04424 0.0305 0.06359)
単位mm
面データ
面番号 r d nd νd
物面 ∞ ∞
1 101.058 0.6 2.00069 25.46
2* 9.8 2
3 ∞ 7.8 1.84666 23.78
4 ∞ 0.2
5* 16.913 2.5918 1.76802 49.24
6* -14.0938 可変
7 -16.3299 0.7 1.77377 47.17
8 13.9182 0.5637
9 -45.156 1.7 1.92286 20.88
10 -9.7361 0.8923 1.883 40.76
11 -61.2033 可変
12 ∞ 可変
13* 7.922 1.9956 1.58313 59.38
14* -39.4331 0.2
15 8.5926 2.5 1.497 81.54
16 -20.3394 0.2
17 8.7662 1.2 1.51742 52.43
18 36.4003 0.5781 2.00069 25.46
19 3.9484 可変
20* -42.8587 2 1.5311 55.91
21* -8.0127 可変
22 ∞ 0.5 1.51633 64.14
23 ∞ 0.5
24 ∞ 0.5 1.51633 64.14
25 ∞ 0.37
26像面(撮像面)∞ (可変)
(近軸像面)
非球面データ
第5面
K=0
A4=1.0255E-05,A6=-2.9963E-06,A8=1.5670E-07,A10=-3.2823E-09
第6面
K=0
A4=1.3596E-04,A6=-3.2171E-06,A8=1.5396E-07,A10=-3.1268E-09
第7面
K=0
A4=-3.3996E-04,A6=1.0901E-05,A8=-6.3662E-07,A10=2.9087E-08
第8面
K=0
A4=-6.1175E-04,A6=1.8130E-05,A8=-2.4649E-06,A10=1.2234E-07
第13面
K=0
A4=-1.4085E-04,A6=-6.0043E-06,A8=3.8385E-07,A10=-1.4605E-08
第14面
K=0
A4=5.0254E-04,A6=-1.7048E-06,A8=3.0575E-07,A10=-1.2763E-08
第20面
K=-51.0253
A4=1.3159E-04,A6=3.9588E-05,A8=-3.9795E-06,A10=0.0000E+00
第21面
K=0
A4=6.0395E-04,A6=2.9117E-05,A8=-3.8238E-06,A10=2.3728E-08
ズームデータ
広角 中間 望遠
ω 40.6 23.3 12.2
Fno 3.6 4.8 5.7
FL 5.07 8.78 17.5
d6 0.6 3.36253 6.65076
d11 7.0529 4.28987 1
d12 6.88865 4.00794 0.6
d19 2.78614 6.27688 10.65344
d21 4.07164 3.46222 2.49522
(d26 0.04424 0.0305 0.06359)
実施例3
IHs 2.42
Lv1Ef 2.42
Lv1Er 2.50
Lv1EL 8.60
L1rEr 3.00
PEm 2.90
PEr 3.00
PEf 3.40
Pe0 1.87
Pec 2.42
PEL 9.60
fW 5.07
fT 17.50
Lv1Er/Lv1EL 0.291
Lv1Ef/IHs 1.000
Lv1Ef/Lv1Er 0.968
L1rEr/PEr 1.00
Lv1Er/PEr 0.833
fT/fW 3.45
EVc-f -1.1
IHs 2.42
Lv1Ef 2.42
Lv1Er 2.50
Lv1EL 8.60
L1rEr 3.00
PEm 2.90
PEr 3.00
PEf 3.40
Pe0 1.87
Pec 2.42
PEL 9.60
fW 5.07
fT 17.50
Lv1Er/Lv1EL 0.291
Lv1Ef/IHs 1.000
Lv1Ef/Lv1Er 0.968
L1rEr/PEr 1.00
Lv1Er/PEr 0.833
fT/fW 3.45
EVc-f -1.1
次に、各実施例における光量低下のデータを示す。
ここで、EVfは正面側最大像高(被写体下端の像位置)での光量落ち量を画像中心と比較したEV値で示したもの、EVrは背面側最大像高(被写体上端の像位置)での光量落ち量を画像中心と比較したEV値で示したものである。
ここで、EVfは正面側最大像高(被写体下端の像位置)での光量落ち量を画像中心と比較したEV値で示したもの、EVrは背面側最大像高(被写体上端の像位置)での光量落ち量を画像中心と比較したEV値で示したものである。
実施例1-1
EVf EVr EVr−EVf
広角端光量 -1.7 -1.6 0.1
中間焦点距離光量 -0.5 -0.2 0.3
望遠端光量 -0.4 -0.2 0.2
実施例1-2
EVf EVr EVr−EVf
広角端光量 -1.2 -1.1 0.1
中間焦点距離光量 -0.2 -0.2 0.0
望遠端光量 -0.2 -0.2 0.0
実施例2-1
EVf EVr EVr−EVf
広角端光量 -0.8 -0.7 0.1
中間焦点距離光量 -0.6 -0.2 0.4
望遠端光量 -0.3 -0.1 0.2
実施例2-2
EVf EVr EVr−EVf
広角端光量 -0.8 -0.7 0.1
中間焦点距離光量 -0.5 -0.2 0.3
望遠端光量 -0.3 -0.1 0.2
実施例3
EVf EVr EVr−EVf
広角端光量 -1.1 -1.1 0.0
中間焦点距離光量 -0.4 -0.2 0.2
望遠端光量 -0.3 -0.2 0.1
EVf EVr EVr−EVf
広角端光量 -1.7 -1.6 0.1
中間焦点距離光量 -0.5 -0.2 0.3
望遠端光量 -0.4 -0.2 0.2
実施例1-2
EVf EVr EVr−EVf
広角端光量 -1.2 -1.1 0.1
中間焦点距離光量 -0.2 -0.2 0.0
望遠端光量 -0.2 -0.2 0.0
実施例2-1
EVf EVr EVr−EVf
広角端光量 -0.8 -0.7 0.1
中間焦点距離光量 -0.6 -0.2 0.4
望遠端光量 -0.3 -0.1 0.2
実施例2-2
EVf EVr EVr−EVf
広角端光量 -0.8 -0.7 0.1
中間焦点距離光量 -0.5 -0.2 0.3
望遠端光量 -0.3 -0.1 0.2
実施例3
EVf EVr EVr−EVf
広角端光量 -1.1 -1.1 0.0
中間焦点距離光量 -0.4 -0.2 0.2
望遠端光量 -0.3 -0.2 0.1
(デジタルカメラ)
さて、以上のようなズームレンズで物体像を形成しその像をCCD等の電子撮像素子に受光させて撮影を行う電子撮影装置、とりわけデジタルカメラやビデオカメラ等に用いることができる。以下に、その実施形態を例示する。
さて、以上のようなズームレンズで物体像を形成しその像をCCD等の電子撮像素子に受光させて撮影を行う電子撮影装置、とりわけデジタルカメラやビデオカメラ等に用いることができる。以下に、その実施形態を例示する。
図12は、上述の各実施例の光路反射型のズームレンズを備えた撮像装置であるデジタルカメラ40の概略断面構成図である。
ここでは、第1実施形態のズームレンズを用いた構成を説明する。ズームレンズ中の各レンズ群は保持枠に保持され、それらを一体化した鏡枠ユニット51に収まっている。
ここでは、第1実施形態のズームレンズを用いた構成を説明する。ズームレンズ中の各レンズ群は保持枠に保持され、それらを一体化した鏡枠ユニット51に収まっている。
撮像素子49は、撮像面の中心がカメラの正面A側にずれて配置され、ズームレンズの光軸中心が撮像面の中心からずれて配置されている。
鏡枠ユニット51の正面A側には、第2レンズ群から第4レンズ群までにわたり、外からの衝撃を吸収するためのダンパー52が備えられている。ダンパー52よりも正面側に前板53が配置されている。
鏡枠ユニット51の背面B側には、第1レンズ群から撮像素子の背面側にわたって液晶表示素子54とそれをカバーするカバーガラス55が配置される。
鏡枠ユニット51の正面A側には、第2レンズ群から第4レンズ群までにわたり、外からの衝撃を吸収するためのダンパー52が備えられている。ダンパー52よりも正面側に前板53が配置されている。
鏡枠ユニット51の背面B側には、第1レンズ群から撮像素子の背面側にわたって液晶表示素子54とそれをカバーするカバーガラス55が配置される。
図13(a)は、デジタルカメラ40の外観を示す前方斜視図、図13(b)は同後方斜視図である。デジタルカメラ40は、この例の場合、撮影用光路42を有する撮影光学系41シャッターボタン45、フラッシュ46、液晶表示モニタ47等を含み、カメラ40の上部に配置されたシャッターボタン45を押圧すると、それに連動して撮影光学系41、例えば実施例1の光路折り曲げズームレンズを通して撮影が行われる。撮影光学系41によって形成された物体像が、近赤外カットフィルターと光学的ローパスフィルターFを介してCCD149(図14)の撮像面上に形成される。このCCD149で受光された物体像は、処理手段を介し、電子画像としてカメラ背面に設けられた液晶表示モニター47に表示される。また、この処理手段には記録手段が接続され、撮影された電子画像を記録することもできる。なお、この記録手段は処理手段と別体に設けてもよいし、フレキシブルディスクやメモリーカード、MO等により電子的に記録書込を行うように構成してもよい。また、CCD149に代わって銀塩フィルムを配置した銀塩カメラとして構成してもよい。
このように構成されたデジタルカメラ40は、撮影光学系41が高変倍比で、高い光学性能を有するズームレンズであるので、高性能で、奥行き方向が極めて薄い安価なデジタルカメラが実現できる。
(内部回路構成)
図14は、上記デジタルカメラ40の主要部の内部回路の構成ブロック図である。なお、以下の説明では、上記の処理手段は、例えばCDS/ADC部124、一時記憶メモリ117、画像処理部118等からなり、記憶手段は、例えば記憶媒体部119等からなる。
図14は、上記デジタルカメラ40の主要部の内部回路の構成ブロック図である。なお、以下の説明では、上記の処理手段は、例えばCDS/ADC部124、一時記憶メモリ117、画像処理部118等からなり、記憶手段は、例えば記憶媒体部119等からなる。
図14に示すように、デジタルカメラ40は、操作部112と、この操作部112に接続された制御部113と、この制御部113の制御信号出力ポートにバス114及び115を介して接続された撮像駆動回路116並びに一時記憶メモリ117、画像処理部118、記憶媒体部119、表示部120、及び設定情報記憶メモリ部121を備えている。
上記の一時記憶メモリ117、画像処理部118、記憶媒体部119、表示部120、及び設定情報記憶メモリ部121は、バス122を介して相互にデータの入力又は出力が可能なように構成され、また、撮像駆動回路116には、CCD149とCDS/ADC部124が接続されている。
操作部112は各種の入力ボタンやスイッチを備え、これらの入力ボタンやスイッチを介して外部(カメラ使用者)から入力されるイベント情報を制御部に通知する回路である。
制御部113は、例えばCPU等からなる中央演算処理装置であり、不図示のプログラムメモリを内蔵し、そのプログラムメモリに格納されているプログラムにしたがって、操作部112を介してカメラ使用者から入力される指示命令を受けてデジタルカメラ140全体を制御する回路である。
CCD149は、本発明による撮影光学系141を介して形成された物体像を受光する。CCD149は、撮像駆動回路116により駆動制御され、その物体像の各画素ごとの光量を電気信号に変換してCDS/ADC部124に出力する撮像素子である。
CDS/ADC部124は、CCD149から入力する電気信号を増幅しかつアナログ/デジタル変換を行って、この増幅とデジタル変換を行っただけの映像生データ(ベイヤーデータ、以下RAWデータという。)を一時記憶メモリ117に出力する回路である。
一時記憶メモリ117は、例えばSDRAM等からなるバッファであり、CDS/ADC部124から出力される上記RAWデータを一時的に記憶するメモリ装置である。画像処理部118は、一時記憶メモリ117に記憶されたRAWデータ又は記憶媒体部119に記憶されているRAWデータを読み出して、制御部113から指定された画質パラメータに基づいて歪曲収差補正を含む各種画像処理を電気的に行う回路である。
記録媒体部119は、例えばフラッシュメモリ等からなるカード型又はスティック型の記録媒体を着脱自在に装着して、それらカード型又はスティック型のフラッシュメモリに、一時記憶メモリ117から転送されるRAWデータや画像処理部118で画像処理された画像データを記録して保持する装置の制御回路である。
表示部120は、液晶表示モニターを備え、その液晶表示モニターに画像や操作メニュー等を表示する回路である。設定情報記憶メモリ部121には、予め各種の画質パラメータが格納されているROM部と、そのROM部から読み出された画質パラメータの中から操作部112の入力操作によって選択された画質パラメータを記憶するRAM部が備えられている。設定情報記憶メモリ部121は、それらのメモリへの入出力を制御する回路である。
このように構成されたデジタルカメラ140は、撮影光学系141が、本発明により、十分な広角域を有し、コンパクトな構成としながら、高変倍で全変倍域で結像性能が極めて安定的であるので、高性能・小型化・広角化が実現できる。そして、広角側、望遠側での速い合焦動作が可能となる。
撮像素子(CCD)149で撮像した画像を電気的に補正する補正回路125(シェーディング補正部、ディストーション補正部、後述するノイズ補正部に対応)を備えている。
補正回路125は、ズームレンズの前側(正面側)と後側(背面側)の非対称な明るさの低下率を補正するべく、画像中心の正面側と背面側で異なる明るさ補正のパラメータを保持する補正パラメータ記憶手段126(シェーディング補正パラメータ記憶部とシェーディング補正パラメータ算出部に対応)を有する。
それにより、光束のケラレにより生じる正面側と背面側における露出差を信号処理により補正でき、良好な画像を得ることができる。
更には、補正パラメータ記憶手段126は、ズームレンズの変倍、及び、明るさ絞りの開口面積の変更により変化する非対称な露出差を考慮して、それぞれの状態に対応した正面側と背面側で異なる補正パラメータを保持する。
それにより、ズームレンズの状態により変化する非対称な露出差に合わせて補正ができ好ましい。
他にも、非対称なケラレにより生じる非対称な画像の変化を補正するべく、画像処理により周辺部の被写界深度の違い、シェーディング補正時の非対称なノイズなどを補正することが好ましい。
また、測光エリアやフォーカシングエリアに応じてケラレを考慮した補正を行うことが好ましい。
また、ケラレの非対称性による影響を低減するように事前に画像処理を行い、その後、画像処理によるフィルター効果の画像変換を行うようにしてもよい。
シェーディング補正パラメータの生成方法としては、明るさが均一白色の平面を撮影し、発生するシェーディング分布を逆演算して、それを補正パラメータとして記憶させておくことができる。
例えば、撮影画像にて中心の輝度に対する対応画素の輝度の比の逆数を補正パラメータとする場合、撮影画像の中心の画素に対応する輝度に対して任意の画素Aでは2分の1(中心との差が−1EV)、任意の画素Bで4分の1(中心との差が−2EV)の輝度であるなら、補正パラメータは中心にて1(+0EV)、画素Aに対して2(+1EV)、画素Bに対しては4(+2EV)となる。
そして、各画素の輝度の値に各画素に対応する補正パラメータを乗算することで高い精度でシェーディング補正を行うことが可能となる。
そして、各画素の輝度の値に各画素に対応する補正パラメータを乗算することで高い精度でシェーディング補正を行うことが可能となる。
明るさが均一の赤(R)、緑(G)、青(B)の平面を撮影して、撮像素子の各色成分のシェーディング傾向を補正する補正パラメータを生成すれば、色シェーディングの補正も高い精度で行うことが可能となる。
シェーディング補正パラメータの算出の仕方や補正演算には種々のバリエーションが可能である。
例えば、非対称なシェーディングを補正するためは、パラメータの数が多くなってくる。そのため、ズームレンズの種々の状態で補正パラメータテーブルを記憶しておくと補正パラメータを記憶する記憶容量が過大となる。
そこで、シェーディング補正パラメータを3つ以上の種類に分解し、ある撮影状態での補正パラメータを、乗算、和算などの演算により求めるようにする。これにより、メモリーの容量を低減できるので好ましい。
例えば、回転対称となるパラメータデータ(像高に依存する補正パラメータ)と非回転対称となるパラメータデータ(撮像面の短辺方向の位置に依存するパラメータ、長辺方向の位置に依存するパラメータ)に分けてパラメータを保持する。各画素の補正パラメータは、それぞれのパラメータデータの加算や乗算にて求めるようにしてもよい。
また、ズームレンズの焦点距離、Fナンバー、フォーカス状態に依存して変化するシェーディング傾向を電気的に補正するため、有限の複数の状態に対応した補正パラメータ分布(もしくは分布を演算可能な補正パラメータ)を記憶させておく。
そして、記憶もしくは演算されたパラメ−タ分布のうちの複数のパラメータ分布の補間により任意の状態での補正パラメータを算出するようにしてもよい。
そして、記憶もしくは演算されたパラメ−タ分布のうちの複数のパラメータ分布の補間により任意の状態での補正パラメータを算出するようにしてもよい。
また、非対称なシェーディングを電気的に補正すると非対称な分布のノイズが発生する。そのため、非対称なノイズ補正パラメータを持たせ、非対称に発生するノイズも補正するようにしてもよい。
また、シェーディングを生かした撮影が楽しめるようにすることもできる。例えば、シェーディング補正のON/OFFの切り替えが行えるスイッチを設ける。そして、シェーディング補正ONのときは、撮影画面の上端と下端のシェーディングを補正する。OFFのときは、非対称なシェーディングが目立たないように上端と下端のうちの光量低下率の少ない方に補正値を合わせて補正する。
例えば、撮像面の下端が中心に対して−1.7EV、上端が−1.6EVの光量低下があった場合、ONのときは、それぞれが−0.3EVとなるように補正し、OFFのときは上端に合わせてそれぞれが−1.6EVとなるように補正するようにしてもよい。
また、静止画撮影に対して動画撮影の場合、画像処理の負担が大きくなる。そのため、非対称となる補正が必要な撮像領域は、動画撮影時には動画撮影領域から極力外すことが好ましい。
例えば、静止画撮影時は4:3のアスペクト比で撮影し、動画撮影時は、静止画撮影時の撮像領域よりも小さい領域にて16:9のアスペクト比で撮影することが好ましい。もしくは、アスペクト比4:3の撮影とアスペクト比16:9の撮影にて画角が一定となるように撮像領域を設定してもよい。
また、ストロボ撮影を行うと、ストロボの配光特性の影響で非対称なシェーディングが目立ち易くなる。
そのため、ストロボ発光時のシェーディング補正パラメータを別のテーブルとして記憶
させておき、光学系のシェーディング補正パラメータにストロボ発光時のシェーディング補正パラメータを乗算して各画素に乗算する補正パラメータを演算するようにしてもよい。
させておき、光学系のシェーディング補正パラメータにストロボ発光時のシェーディング補正パラメータを乗算して各画素に乗算する補正パラメータを演算するようにしてもよい。
もしくは、ズームレンズによるシェーディングを補正するように下側が明るくなるストロボ配光特性としてもよい。
(シェーディング補正の実施例)
以下に、シェーディング補正パラメータ記憶部、シェーディング補正パラメータ算出部、シェーディング補正部、ノイズ補正パラメータ算出部、ノイズ補正部、ディストーション補正部を用いた例を説明する。
以下に、シェーディング補正パラメータ記憶部、シェーディング補正パラメータ算出部、シェーディング補正部、ノイズ補正パラメータ算出部、ノイズ補正部、ディストーション補正部を用いた例を説明する。
図15から図25を参照して、シェーディング補正等を行う装置の説明をする。
図15は、本撮像装置の機能ブロックを示す図である。
図15は、本撮像装置の機能ブロックを示す図である。
シェーディング補正パラメータ記憶部101は、シェーディングを電気的に補正する構成として、ズームレンズの正面側と背面側の非対称なシェーディングを補正するために、画像中心に対して正面側と背面側で異なるシェーディング補正パラメータを保持する。
シェーディング補正部103は、シェーディング補正パラメータ記憶部101に記憶されているシェーディングの補正パラメータに基づいて、撮像素子で撮像した画像を補正演算する。
シェーディング補正パラメータ算出部102は、シェーディング補正パラメータ記憶部101から補正パラメータを読み出す。
シェーディング補正パラメータ算出部102へは、画像信号、ズームレンズ状態信号が入力される。
シェーディング補正パラメータ算出部102へは、画像信号、ズームレンズ状態信号が入力される。
ズームレンズの状態に応じて変化するシェーディング特性の逆関数となるようにシェーディング補正パラメータ分布を算出する。
そして、シェーディング補正パラメータ算出部102は、シェーディング補正部103に対して、算出したシェーディング補正パラメータ分布を送信する。
また、シェーディング補正パラメータ算出部102は、シェーディング補正パラメータ修正部106を備えている。
シェーディング補正パラメータ修正部106は、シェーディング補正パラメータ記憶部101内の補正パラメータに記憶されていないズームレンズ状態での補正パラメータ分布を算出するために補間演算(最小二乗法など)を行う。
シェーディング補正パラメータ修正部106は、シェーディング補正パラメータ記憶部101内の補正パラメータに記憶されていないズームレンズ状態での補正パラメータ分布を算出するために補間演算(最小二乗法など)を行う。
シェーディング補正パラメータ算出部102で算出された補正パラメータ分布は、シェーディング補正部103に送られると共に、ノイズパラメータ算出部107にも送信される。
シェーディング補正部103は、撮影画像の各画素に対して輝度と補正パラメータとを乗算する。これにより、シェーディング補正部103は、シェーディング補正を行った画像を生成する。
ノイズパラメータ算出部107は、シェーディング補正パラメータの分布に基づき、ノイズ補正パラメータ分布を算出する。
シェーディング補正部103で補正された画像信号は、ノイズ補正部104に送られる。ノイズ補正部104は、シェーディング補正部103からの画像信号に対して、ノイズ補正パラメータ算出部107からのノイズ補正パラメータ分布を有するパラメータを基にして、シェーディング補正パラメータが大きい値の領域ほどノイズ補正値を大きくしている。
ノイズ補正部104にてノイズ補正された画像信号は、ディストーション補正部105に送られる。ディストーション補正部105は、ディストーションを補正する画像処理を行う。
このとき、ディストーション補正部105は、ズームレンズの状態に対応したディストーションの補正パラメータを用いてディストーションを補正するように画像信号を演算処理する。この結果、ディストーション補正部105は、歪みを補正した画像信号を出力する。
ディストーション補正パラメータ記憶部108は、ズームレンズ状態を示す信号に基づいた基礎的な補正パラメータを記憶する。
ディストーション補正パラメータ算出部109は、ディストーション補正パラメータ記憶部108から、対応するズームレンズ状態に近い補正パラメータを複数読み出す。
ディストーション補正パラメータ算出部109は、ディストーション補正パラメータ記憶部108から、対応するズームレンズ状態に近い補正パラメータを複数読み出す。
そして、ディストーション補正パラメータ算出部109は、複数のパラメータの相互補間等の演算により、ズームレンズの状態に対応するディスーション補正パラメータを算出する。ディストーション補正パラメータ算出部109からの信号は、上述のディストーション補正部105に送られる。
ディストーション補正部105は、補正パラメータに基づいて画像の歪みを補正する。
特に図示していないが、更なる画像処理として彩度強調処理や回転対称な周辺光量低減処理などの画像処理を行ってもよい。変換された画像信号は、表示部120、47に画像を表示され、または記録媒体へ記録される。
特に図示していないが、更なる画像処理として彩度強調処理や回転対称な周辺光量低減処理などの画像処理を行ってもよい。変換された画像信号は、表示部120、47に画像を表示され、または記録媒体へ記録される。
図16は、シェーディングと、ノイズと、ディストーションとを補正する手順を示すフローチャートである。
ステップS201において、シェーディング補正パラメータ算出部102は、シェーディング補正パラメータ記憶部101に記憶されているシェーディング補正パラメータを読み出す。
ステップS201において、シェーディング補正パラメータ算出部102は、シェーディング補正パラメータ記憶部101に記憶されているシェーディング補正パラメータを読み出す。
ステップS202において、シェーディング補正パラメータ算出部102は、補正パラメータを補完する必要性の有無を判断する。ステップS202の判断結果が、真(Yes)のとき、ステップS203へ進む。
ステップS203において、シェーディング補正パラメータ修正部106は、シェーディング補正パラメータ記憶部101内の補正パラメータに記憶されていないズームレンズ状態での補正パラメータ分布を算出するために補間演算(最小二乗法など)を行う。そして、ステップS204へ進む。
ステップS202の判断結果が偽(No)のときもステップS204へ進む。ステップS204において、シェーディング補正パラメータ算出部102は、画像信号と、ズームレンズ状態信号に基づいて、補正パラメータ分布を算出する。
ステップS205において、シェーディング補正部103は、シェーディングの補正を行なう。また、ステップS206において、ノイズパラメータ算出部107は、算出された補正パラメータ分布に基づいて、ノイズ補正パラメータ分布を算出する。
ステップS208において、ノイズ補正部104は、シェーディング補正部103からの画像信号に対して、ノイズ補正パラメータ算出部107からのノイズ補正パラメータ分布を有するパラメータを基にして、シェーディング補正パラメータが大きい値の領域ほどノイズ補正値を大きくする。そして、ノイズ補正部104は、画像に対してノイズ補正を行なう。
また、ステップS207において、ディストーション補正パラメータ算出部109は、ディストーション補正パラメータ記憶部108から、対応するズームレンズ状態に近い補正パラメータを複数読み出す。そして、ディストーション補正パラメータ算出部109は、複数のパラメータの相互補間等の演算により、ズームレンズの状態に対応するディスーション補正パラメータを算出する。
ステップS209において、ディストーション補正部105は、ズームレンズの状態に対応したディストーションの補正パラメータを用いてディストーションを補正するように画像信号を演算処理する。この結果、ディストーション補正部105は、歪みを補正した画像信号を出力する。
次に、シェーディング補正のパラメータに関して詳しく説明する。
シェーディング補正パラメータ記憶部101は、ズームレンズにより生じる撮像素子の短辺方向に非対称なシェーディングに対応した短辺方向に非対称な分布となるシェーディング補正パラメータを記憶している。
シェーディング補正パラメータ記憶部101は、ズームレンズにより生じる撮像素子の短辺方向に非対称なシェーディングに対応した短辺方向に非対称な分布となるシェーディング補正パラメータを記憶している。
図17は、データとして記憶されるシェーディング補正パラメータに対応する位置を丸点を付して示す図である。なお、以下の説明において、Y軸は撮像領域の短辺方向、X軸は長辺方向、ズームレンズの光軸と交わる位置は原点(中心)とそれぞれする。
シェーディング補正パラメータとして記憶される補正パラメータとしては、原点を通りY軸方向の上端から下端までの7点の画素に対応したパラメータを保持している。また、X軸方向の左端から原点までに5点の画素に対応したパラメータを保持している。
そして、図17に示す座標の第2象限と第3象限において、シェーディング補正パラメータ記憶部101は、等間隔の正方グリッド上に配置される各点の位置に対応した補正パラメータを記憶している。
補正パラメータの値は、上述したように明るさの均一な被写体の撮影像から求める方法でもよいが、コンピューターによるシミュレーションなどにより予め算出した値としてもよい。
シェーディング補正パラメータ記憶部101に記憶された補正パラメータは、全画素に対応しているわけではない。シェーディング補正パラメータ算出部102にて、それぞれの補正パラメータを補間する。これにより、全画素に対応した補正パラメータの分布を計算する。
図18(a)、(b)は、それぞれX軸上とY軸上における補正パラメータの補間を示している。
第1象限、第2象限での補正パラメータは、第3象限、第4象限での補正パラメータを、Y軸に対して対称移動させたものと同じ値とする。これにより、シェーディング補正パラメータ記憶部101に記憶されるパラメータの数を低減する。
第1象限、第2象限での補正パラメータは、第3象限、第4象限での補正パラメータを、Y軸に対して対称移動させたものと同じ値とする。これにより、シェーディング補正パラメータ記憶部101に記憶されるパラメータの数を低減する。
図19(a)、(b)は、撮像素子にR、G、Bフィルターを配置したときの、それぞれX軸上とY軸上における補正パラメータを示している。補正パラメータは、撮像素子のR、G、Bフィルターそれぞれの色に対応させたものとしてもよい。
図18(b)、図19(b)からわかるように、シェーディング補正パラメータ記憶部101に記憶されるシェーディング補正パラメータは、ズームレンズにより生じる撮像素子の短辺方向に非対称なシェーディングに対応して短辺方向に非対称な分布となっている。
以下、ズームレンズの1つの状態に対応する補正パラメータの集まりをテーブルと称す。
図20は、補正パラメータのテーブルの内容を示す図である。シェーディング補正パラメータ記憶部101に記憶しておくテーブルは、ズーミング状態は広角端、中間焦点距離状態、望遠端の3状態にて、フォーカス状態は無限遠合焦時と至近距離合焦時の2状態にて、絞り状態は絞り開放時と最小絞り時の2状態にての組み合わせになる。
図20は、補正パラメータのテーブルの内容を示す図である。シェーディング補正パラメータ記憶部101に記憶しておくテーブルは、ズーミング状態は広角端、中間焦点距離状態、望遠端の3状態にて、フォーカス状態は無限遠合焦時と至近距離合焦時の2状態にて、絞り状態は絞り開放時と最小絞り時の2状態にての組み合わせになる。
このため、シェーディング補正パラメータ記憶部101は、全ての状態の組合せで、3状態×2状態×2状態=12状態でのテーブルを記憶しておく。なお、ズームレンズの変倍比に応じてテーブルの数を増やしてもよい。
シェーディング補正パラメータ算出部102は、シェーディング補正パラメータ記憶部101のシェーディング補正パラメータを基にして、撮像素子の平面に2次元配置された各画素にそれぞれ対応したシェーディング補正パラメータの算出を行う。
シェーディング補正パラメータの算出において、予め記憶されていない画素に対応するシェーディング補正係数を、線形補間、非線形補間、或いは最小二乗法による補間などを行う。
ズームレンズの状態が、予め記憶されたテーブルに存在しない場合、シェーディング補正パラメータ算出部102は、そのズームレンズの状態に近いテーブルを複数読み出す。そして、シェーディング補正パラメータ修正部106は、ズームレンズの状態に応じた重み付けを行って演算する。これにより、撮影時のズームレンズの状態に対応したシェーディング補正パラメータを算出する。
算出するシェーディング補正パラメーターの一例を挙げると、上述した多項式に変換した場合、各画素のX.Y座標の値に基づいて、各画素の補正パラメータが求まる。
シェーディング補正部103は、シェーディング補正パラメータ算出部102にて算出されたシェーディング補正パラメータの中から対応画素に関するシェーディング補正係数を抽出する。そして、シェーディング補正部103は、撮像素子の各画素からそれぞれ取り出された輝度データに対して、シェーディング補正係数を用いて補正演算する。
図21(a)〜(g)は、シェーディング補正を説明する図である。
シェーディングは、光学系への入射角に依存する回転対称な光量低下と、光学系でのビネッティング(ケラレ)によるに非対称な光量低下とが混在する。
シェーディングは、光学系への入射角に依存する回転対称な光量低下と、光学系でのビネッティング(ケラレ)によるに非対称な光量低下とが混在する。
図21(a)は、撮影した画像の光量分布を模式的に示す図である。
図21(b)、(c)は、それぞれ、撮像素子の原点を通り長辺方向に沿った方向の輝度レベル、撮像素子の原点を通り短辺方向に沿った方向の輝度レベル、を示している。
図21(b)、(c)は、それぞれ、撮像素子の原点を通り長辺方向に沿った方向の輝度レベル、撮像素子の原点を通り短辺方向に沿った方向の輝度レベル、を示している。
図21(d)、(e)は、それぞれ、撮像素子の原点を通り長辺方向に沿った方向の補正パラメータのレベル、撮像素子の原点を通り短辺方向に沿った方向の補正パラメータのレベル、を示している。
図21(f)、(g)は、それぞれ、撮像素子の原点を通り長辺方向に沿った方向の補正後のレベル、撮像素子の原点を通り短辺方向に沿った方向の補正後のレベル、を示している。
撮像素子の短辺方向でのシェーディング補正パラメータ分布は、基準面上の短辺方向(Y軸)における背面側端付近でのシェーディング補正パラメータよりも、正面側端付近でのシェーディング補正パラメータのほうが、光軸付近でのシェーディング補正係数との差が大きい。
シェーディング補正部103は、画像信号の輝度データに対してシェーディング補正パラメータを乗算補正する。非対称な光量低下率に対応して非対称なシェーディング回復処理を行う。これにより、光量低下率の大きい領域での輝度レベルが回復し、光量低下の非対称性を補うことが可能となる。
(ノイズ補正)
次に、ノイズ補正について説明する。ノイズ補正パラメータ計算部107は、シェーディング補正パラメータに基づき撮像素子の短辺方向にて非対称な補正パラメータ分布のノイズ補正パラメータを生成する。
次に、ノイズ補正について説明する。ノイズ補正パラメータ計算部107は、シェーディング補正パラメータに基づき撮像素子の短辺方向にて非対称な補正パラメータ分布のノイズ補正パラメータを生成する。
ノイズ補正部104は、ノイズ補正パラメータを用いてノイズ補正処理を行う。これにより、非対称なシェーディング補正にともなう非対称なノイズ分布に対応したノイズ補正を行うことができる。この結果、撮影される画像の画質を高めることが可能となる。
(ディストーション補正)
次に、ディストーション補正について説明する。ディストーション補正部105は、シェーディング補正部103とノイズ補正部104による補正演算の後にディストーションの演算補正を行う。まず、最初に、光軸に対して非回転対称に発生する現象を補正することで、画像処理の精度を向上させている。
次に、ディストーション補正について説明する。ディストーション補正部105は、シェーディング補正部103とノイズ補正部104による補正演算の後にディストーションの演算補正を行う。まず、最初に、光軸に対して非回転対称に発生する現象を補正することで、画像処理の精度を向上させている。
シェーディング補正パラメータ記憶部101に記憶されるシェーディング補正パラメータを、各画素のフィルターのR(赤)、G(緑)、B(青)の各色に対応したシェーディング補正パラメータとした場合、シェーディング補正部103は、R(赤)、G(緑)、B(青)の各色の輝度データに基づきシェーディング補正演算を行う。
これにより、ディストーション演算補正も、各色で個別に補正することで倍率の色収差が補正される。
これにより、ディストーション演算補正も、各色で個別に補正することで倍率の色収差が補正される。
(変形例)
次に、変形例について説明する。シェーディング補正パラメータ記憶部101に記憶されるシェーディング補正パラメータと、シェーディング補正パラメータ算出部102における変形例である。
次に、変形例について説明する。シェーディング補正パラメータ記憶部101に記憶されるシェーディング補正パラメータと、シェーディング補正パラメータ算出部102における変形例である。
図22は、変形例にかかる撮像装置の機能ブロックを示す図である。
シェーディング補正パラメータ記憶部101には、光学系のコサイン4乗則等に基づく光量低下を補正するため、光軸を中心に回転対称の分布となるシェーディング補正パラメータを記憶している。
シェーディング補正パラメータ記憶部101には、光学系のコサイン4乗則等に基づく光量低下を補正するため、光軸を中心に回転対称の分布となるシェーディング補正パラメータを記憶している。
また、シェーディング補正パラメータ記憶部101には、上述のシェーディング補正パラメータとは別に、光軸中心に対して非回転対称な分布となるシェーディング補正パラメータが記憶している。
そして、シェーディング補正パラメータ算出部102は、シェーディング補正パラメータ合算部110(図中では、「合算部」として示す)を備えている。
シェーディング補正パラメータ合算部110は、回転対称な分布となるシェーディング補正パラメータと、非回転対称な分布となるシェーディング補正パラメータとを合算して、シェーディング補正パラメータを算出する。
シェーディング補正パラメータ合算部110は、回転対称な分布となるシェーディング補正パラメータと、非回転対称な分布となるシェーディング補正パラメータとを合算して、シェーディング補正パラメータを算出する。
シェーディング補正部103は、上述したように、撮像素子の各画素からそれぞれ取り出された輝度データに対して、シェーディング補正パラメータ算出部102にて算出されたシェーディング補正パラメータを乗算して補正を行う。
光軸を中心に回転対称の分布となるシェーディング補正パラメータは、像高Hのみを変数とする関数として記憶されている。例えば、補正パラメータ=D1H6+D2H5+D3H4+D4H3+D5H2(D1、D2、D3・・・はパラメータ)で示される。
図24に示すように、回転対称な補正パラメータ分布は、シェーディング補正パラメータ算出部102における演算の際に、補正対象とする画素のX−Y座標により(X2+Y2)1/2にて像高(H)を求める。そして、関数として記憶されている補正パラメータにおいて、像高Hに該当する値を求めて演算される。
そして、パラメータ分布として記憶された非回転対称なシェーディング補正パラメータもしくは記憶された補正パラメータから求めたパラメータ分布とを合算して、各画素に対応した補正パラメータ分布を算出する。
回転対称のシェーディングは、その補正係数を像高に基づく計算により算出できる。このため、補正係数を記憶する記憶部の記憶容量を少なくでき、低コスト化や処理速度の向上に有利となる。
更には、以下の手順で補正パラメータを算出することもできる。
まず、非回転対称なパラメータを更に2つの成分に分ける。一方の成分は、(1)短辺方向の位置(Y)のみを変数とする関数パラメータである。例えば、補正パラメータ=E1Y6+E2Y5+E3Y4+E4Y3+E5Y2(E1、E2、E3・・・はパラメータ)とする。
まず、非回転対称なパラメータを更に2つの成分に分ける。一方の成分は、(1)短辺方向の位置(Y)のみを変数とする関数パラメータである。例えば、補正パラメータ=E1Y6+E2Y5+E3Y4+E4Y3+E5Y2(E1、E2、E3・・・はパラメータ)とする。
他方の成分は、(2)周辺のごく一部に残る残存するシェーディングを補正するための補正係数として記憶させておく。
そして、パラメータ分布の算出時には、回転対称な補正パラメータと、(1)短辺方向の位置に依存する補正パラメータと、(2)残存する補助的な補正パラメータと、のそれぞれを乗算、加算して補正係数を求める。
そして、パラメータ分布の算出時には、回転対称な補正パラメータと、(1)短辺方向の位置に依存する補正パラメータと、(2)残存する補助的な補正パラメータと、のそれぞれを乗算、加算して補正係数を求める。
図23は、変形例におけるシェーディングと、ノイズと、ディストーションとを補正する手順を示すフローチャートである。ここで、上述の図16で示したフローチャートと同じ内容の手順は、同じステップ番号を付し、重複する説明は省略する。
ステップS201において、シェーディング補正パラメータ算出部102は、シェーディング補正パラメータ記憶部101に記憶されているシェーディング補正パラメータを読み出す。
ステップS210において、シェーディング補正パラメータ算出部102は、補正パラメータの回転対称成分と、非回転対称成分との合算が必要であるか、否かを判断する。
ステップS210の判断結果が真(Yes)のとき、ステップS211へ進む。
ステップS210の判断結果が真(Yes)のとき、ステップS211へ進む。
ステップS211において、シェーディング補正パラメータ算出部102は、シェーディング補正パラメータ記憶部101に記憶されている光軸中心に対して回転対称な分布となるシェーディング補正パラメータと、光軸中心に対して非回転対称な分布となるシェーディング補正パラメータとを読み出す。
また、ステップS210において判断結果が偽(No)のときもステップS204へ進む。
ステップS204において、シェーディング補正パラメータ算出部102内のシェーディング補正パラメータ合算部110は、回転対称な分布となるシェーディング補正パラメータと、非回転対称な分布となるシェーディング補正パラメータとを合算して、シェーディング補正パラメータを算出する。
ステップS204において、シェーディング補正パラメータ算出部102内のシェーディング補正パラメータ合算部110は、回転対称な分布となるシェーディング補正パラメータと、非回転対称な分布となるシェーディング補正パラメータとを合算して、シェーディング補正パラメータを算出する。
以下、図16と基本的に同様の手順でシェーディング補正、ノイズ補正、ディストーション補正を行なう。
図25(a)〜(p)は、このような補正パラメータの算出の過程を模式的に示す図である。
図25(a)は、回転対称なシェーディングの成分を示している。図25(b)は、撮像素子の短辺方向の位置に依存して変化するシェーディングの成分を示している。図25(c)は、残存する補助的なシェーディングの成分を示している。図25(d)は、図25(a)、(b)、(c)のすべてのシェーディング成分を合算した状態を示している。
図25(a)は、回転対称なシェーディングの成分を示している。図25(b)は、撮像素子の短辺方向の位置に依存して変化するシェーディングの成分を示している。図25(c)は、残存する補助的なシェーディングの成分を示している。図25(d)は、図25(a)、(b)、(c)のすべてのシェーディング成分を合算した状態を示している。
図25(e)、(f)、(g)、(h)は、それぞれ(a)、(b)、(c)、(d)を撮像素子の原点を通り、長辺方向に沿う線上の補正パラメータを示している。
図25(i)、(j)、(k)、(l)は、それぞれ(a)、(b)、(c)、(d)を撮像素子の原点を通り、短辺方向に沿う線上の補正パラメータを示している。
図25(m)、(n)、(o)、(p)は、それぞれ(a)、(b)、(c)、(d)を撮像素子の原点を通り、短辺方向に沿うY軸上の補正パラメータを示している。
図25(i)、(j)、(k)、(l)は、それぞれ(a)、(b)、(c)、(d)を撮像素子の原点を通り、短辺方向に沿う線上の補正パラメータを示している。
図25(m)、(n)、(o)、(p)は、それぞれ(a)、(b)、(c)、(d)を撮像素子の原点を通り、短辺方向に沿うY軸上の補正パラメータを示している。
また、上述の実施例は適宜変更して構わない。
たとえば、上述のズームレンズの実施例にて、IRカットコートでの反射による光がゴーストの要因となる場合がある。これを解決するために反射面を持つプリズムを赤外吸収部材にて構成することでIRカットコートを不要にできる。もしくは、IRカットコートを用いた場合でもその反射光量を小さくできる。これにより、ゴーストを低減しやすくなる。
たとえば、上述のズームレンズの実施例にて、IRカットコートでの反射による光がゴーストの要因となる場合がある。これを解決するために反射面を持つプリズムを赤外吸収部材にて構成することでIRカットコートを不要にできる。もしくは、IRカットコートを用いた場合でもその反射光量を小さくできる。これにより、ゴーストを低減しやすくなる。
一方、その場合、R、G、Bの各色におけるRの透過率が低下しやすくなる。
透過率は、プリズム内での光路長等により変化する。本発明でのズームレンズの場合、広角端から望遠端にて入射瞳面積や形状が変化する。このため、その透過率の変化も厳密には回転対称とはならない。
透過率は、プリズム内での光路長等により変化する。本発明でのズームレンズの場合、広角端から望遠端にて入射瞳面積や形状が変化する。このため、その透過率の変化も厳密には回転対称とはならない。
そのため、補正パラメータは、R、G、Bの各色ごとに異なるプリズムの吸収作用による色のムラに対応した補正パラメータとしておくことが好ましい。もちろん、上述のごとく、ズーム状態、フォーカシング状態などに応じたパラメータを保持しておくことが好ましい。
以上のように、本発明は、光路折り曲げカメラに有用である。
G1…第1レンズ群
G2…第2レンズ群
G3…第3レンズ群
G4…第4レンズ群
S…開口絞り
F…ローパスフィルタ
C…カバーガラス
I…像面
40…デジタルカメラ
41…撮影光学系
42…撮影用光路
45…シャッターボタン
46…フラッシュ
47…液晶表示モニター
112…操作部
113…制御部
114…バス
115…バス
116…撮像駆動回路
117…一時記憶メモリ
118…画像処理部
119…記憶媒体部
120…表示部
121…設定情報記憶メモリ部
122…バス
124…CDS/ADC部
125…補正回路
126…補正パラメータ記憶手段
149…CCD
G2…第2レンズ群
G3…第3レンズ群
G4…第4レンズ群
S…開口絞り
F…ローパスフィルタ
C…カバーガラス
I…像面
40…デジタルカメラ
41…撮影光学系
42…撮影用光路
45…シャッターボタン
46…フラッシュ
47…液晶表示モニター
112…操作部
113…制御部
114…バス
115…バス
116…撮像駆動回路
117…一時記憶メモリ
118…画像処理部
119…記憶媒体部
120…表示部
121…設定情報記憶メモリ部
122…バス
124…CDS/ADC部
125…補正回路
126…補正パラメータ記憶手段
149…CCD
Claims (27)
- 光路を反射する反射面を持つプリズム及び前記プリズムよりも物体側に配置され負の屈折力を持つ物体側サブレンズ群を有し、且つ、広角端から望遠端への変倍に際して位置が固定の物体側レンズ群と、
前記物体側レンズ群よりも像側に配置され軸上光束を制限する明るさ絞りと、
前記明るさ絞りよりも像側に配置され、正の屈折力を有し広角端よりも望遠端にて前記明るさ絞りに近づくように移動して変倍を行う第1の変倍レンズ群と、を有し、
前記物体側レンズ群を最も物体側に配置されたレンズ群としたズームレンズと、
前記ズームレンズにより形成される像を受光し電気信号に変換する撮像面を有する撮像素子と、を有し、
前記反射面に入射する入射光軸及び前記反射面にて反射後の反射光軸を含む面を基準面と、
前記反射光軸に対して前記入射光軸のある側を正面側と、
前記反射後の光軸に対して前記正面側とは反対側を背面側と、それぞれしたときに、
前記撮像素子は短辺と長辺をもつ矩形の有効撮像領域を持ち、
前記有効撮像領域の短辺は前記基準面に対して平行であり、
前記第1の変倍レンズ群は前記第1の変倍レンズ群中で前記明るさ絞りに最も近くに配置された物体側レンズを有し、
前記第1の変倍レンズ群中の前記物体側レンズは前記正面側と前記背面側が一部欠如した非円形の外形形状を持ち、且つ光軸から前記正面側の方向の外形のサイズは、光軸から前記背面側の方向の外形のサイズよりも小さく、
明るさが一様な被写体を撮影したとき、広角端から望遠端のいずれかの状態にて前記ズームレンズが以下の条件式(A)を満足し、
前記ズームレンズの正面側と背面側の非対称なシェーディングを補正するべく、画像中心に対して正面側と背面側で異なるシェーディング補正パラメータを保持するシェーディング補正パラメータ記憶部と、
前記シェーディング補正パラメータ記憶部のシェーディング補正パラメータをもとに前記撮像素子で撮像した画像を補正演算するシェーディング補正部を有することを特徴とする撮像装置。
0.02<EVr−EVf<2.0 (A)
ただし、
EVfは軸上のEV値から広角端における基準面に沿った正面側の最大像高でのEV値を引いた値、
EVrは軸上のEV値から広角端における基準面に沿った背面側の最大像高でのEV値を引いた値、
である。 - 前記第1の変倍レンズ群中の前記物体側レンズは、以下の条件を満足する物体側レンズ面を有することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
Lv1Er/Lv1EL<0.49 (1)
0.93<Lv1Ef/IHs (2)
Lv1Ef/Lv1Er<0.99 (3)
ただし、
Lv1Erは前記第1の変倍レンズ群中の前記物体側レンズの物体側レンズ面の有効領域における光軸から基準面に沿って測った背面側の領域の長さ、
Lv1ELは前記第1の変倍レンズ群中の前記物体側レンズの物体側レンズ面の有効領域における光軸を含み基準面と垂直な方向に沿って測った領域の長さ、
Lv1Efは前記第1の変倍レンズ群中の前記物体側レンズの物体側レンズ面の有効領域における光軸から基準面に沿って測った正面側の領域の長さ、
IHsは有効撮像領域のうち基準面に沿った方向での最大像高、
である。 - 前記プリズムは前記背面側が一部欠如された外形形状を持つことを特徴とする請求項1または2に記載の撮像装置。
- 前記物体側レンズ群は前記プリズムよりも像側に配置された正屈折力の像側サブレンズ群を持ち、
前記プリズムおよび前記像側サブレンズ群はともに前記背面側が一部欠如された外形形状を持つことを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。 - 以下の条件を満足することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の撮像装置。
Pe0<PEr<PEf (4−1)
ただし、
PErは前記物体側レンズ群中の前記プリズムの射出面の有効領域における光軸から前記基準面に沿って測った前記背面側の領域の長さ、
Pe0は広角端にて前記基準面上の前記正面側の最大像高に入射する光線のうち前記プリズムの射出面にて光軸に最も近い位置を通過する光線の光軸からの長さ、
PEfは前記物体側レンズ群中の前記プリズムの射出面の有効領域における光軸から前記基準面に沿って測った前記正面側の領域の長さ、
である。 - 以下の条件を満足することを特徴とする請求項5に記載の撮像装置。
Pec≦PEr (4−2)
ただし、
PErは前記物体側レンズ群中の前記プリズムの射出面の有効領域における光軸から前記基準面に沿って測った前記背面側の領域の長さ、
Pecは広角端にて前記基準面上の前記正面側の最大像高に入射する主光線が前記プリズムの射出面にて通過する位置の光軸からの長さ、
である。 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項5に記載の撮像装置。
Pem≦PEr (4−3)
ただし、
PErは前記物体側レンズ群中の前記プリズムの射出面の有効領域における光軸から前記基準面に沿って測った前記背面側の領域の長さ、
Pemは広角端にて前記プリズムの射出面の有効領域における光軸から前記基準面に沿って測った前記正面側の領域の長さ、
である。 - 以下の条件を満足することを特徴とする請求項4〜7のいずれか一項に記載の撮像装置。
0.90<L1rEr/PEr<1.1 (6)
ただし、
L1rErは前記物体側レンズ群中の前記像側サブレンズ群の物体側のレンズ面の有効領域における光軸から前記基準面に沿って測った前記背面側の領域の長さ、
PErは前記対物レンズ群中の前記プリズムの射出面の有効領域における光軸から前記基準面に沿って測った前記背面側の領域の長さ、
である。 - 前記物体側レンズ群中の前記像側サブレンズ群は、前記正面側と前記背面側が一部欠如した非円形の外形形状を持ち、且つ光軸から前記正面側の方向の外形のサイズが光軸から前記背面側の方向の外形のサイズよりも大きいことを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の撮像装置。
- 前記第1の変倍レンズ群中の前記物体側レンズは以下の条件を満足する物体側レンズ面を有することを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の撮像装置。
0.70<Lv1Er/PEr<0.98 (7)
ただし、
PErは前記対物レンズ群中の前記プリズムの射出面の有効領域における光軸から前記基準面に沿って測った前記背面側の領域の長さ、
Lv1Erは前記第1の変倍レンズ群中の前記物体側レンズの物体側レンズ面の有効領域における光軸から前記基準面に沿って測った前記背面側の領域の長さ、
である。 - 前記物体側レンズ群は正の屈折力を持ち、
前記ズームレンズは、前記物体側レンズ群と前記明るさ絞りとの間に配置され負の屈折力を有し広角端よりも望遠端にて前記明るさ絞りに近づくように移動して変倍を行う第2の変倍レンズ群、及び前記第1の変倍レンズ群の像側に配置された正屈折力のレンズ群を有し、
前記第2の変倍レンズ群と前記第1の変倍レンズ群との間に他のレンズ群が設けられていないことを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載の撮像装置。 - 前記第1の変倍レンズ群は、物体側に並んで配置された物体側面が凸面の複数の正レンズ成分と、前記複数の正レンズ成分よりも像側に配置された像側面が凹面の負レンズ成分とを有することを特徴とする請求項11に記載の撮像装置。
- 前記ズームレンズは以下の条件を満足することを特徴とする請求項1〜12のいずれか一項に記載の撮像装置。
3.4< fT/fW (8)
ただし、
fTは望遠端における前記ズームレンズの焦点距離、
fWは広角端における前記ズームレンズの焦点距離、
である。 - 前記ズームレンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1〜13のいずれか一項に記載の撮像装置。
50°>ωW>38.0° (8−1)
ただし、
ωWは広角端における前記ズームレンズの最大半画角、
である。 - 前記撮像素子の撮像面の中心が前記有効撮像領域の中心に対して前記正面側に位置し、
前記ズームレンズの前記背面側に配置された表示モニタを有することを特徴とする請求項1〜14のいずれか一項に記載の撮像装置。 - 広角端における明るさ絞り開放時にてズームレンズが以下の条件を満足することを特徴とする請求項1〜15のいずれか一項に記載の撮像装置。
−3.5<EVc−f<−0.7 (9)
ただし、
EVc−fは広角端における軸上のEV値から広角端における基準面に沿った正面側の最大像高でのEV値を引いた値、
である。 - 前記シェーディング補正パラメータ記憶部のシェーディング補正パラメータを基に前記撮像素子の平面に2次元配置された各画素にそれぞれ対応したシェーディング補正パラメータの算出を行うシェーディング補正パラメータ算出部を有し、
前記算出は予め記憶されていない画素に対応するシェーディング補正パラメータを補間する演算により行い、
前記シェーディング補正部は、前記撮像素子の各画素からそれぞれ取り出された輝度データに対して、前記シェーディング補正パラメータ算出部にて算出されたシェーディング補正パラメータの中から対応画素に関するシェーディング補正係数を抽出して補正演算することを特徴とする請求項1〜16のいずれか一項に記載の撮像装置。 - 前記撮像素子の短辺方向でのシェーディング補正パラメータ分布は、前記基準面上の短辺方向における前記背面側端付近でのシェーディング補正パラメータよりも前記正面側端付近でのシェーディング補正パラメータのほうが光軸付近でのシェーディング補正係数との差が大であることを特徴とする請求項17に記載の撮像装置。
- 前記シェーディング補正部は前記輝度データに対して前記シェーディング補正パラメータを乗算補正することを特徴とする請求項1〜18のいずれか一項に記載の撮像装置。
- 前記シェーディング補正パラメータ算出部は、前記シェーディング補正パラメータを基に前記ズームレンズのズーム状態、フォーカス状態、絞り量の少なくとも1つに応じて修正し前記シェーディング補正部に伝送するシェーディング補正パラメータ修正部を有する
ことを特徴とする請求項17または18に記載の撮像装置。 - 前記シェーディング補正部による補正演算の後にディストーションの演算補正を行うディストーション補正部を有することを特徴とする請求項1〜20のいずれか一項に記載の撮像装置。
- 前記シェーディング補正パラメータ記憶部は撮像素子の赤、緑、青の各色に対応したシェーディング補正パラメータを保持し、
前記シェーディング補正部は、赤、緑、青の各色の輝度データに基づきシェーディング補正演算を行うことを特徴とする請求項1〜21のいずれか一項に記載の撮像装置。 - 前記シェーディング補正パラメータ算出部は、シェーディング特性の逆関数をシェーディング補正パラメータとして算出し、
前記シェーディング補正部は前記撮像素子の各画素からそれぞれ取り出された輝度データに前記シェーディング補正パラメータを乗算して補正を行うことを特徴とする請求項17、18及び20のいずれか一項に記載の撮像装置。 - 前記シェーディング補正パラメータ記憶部は光軸を中心に回転対称の分布をあらわすシェーディング補正パラメータと光軸中心に対して非回転対称な分布をあらわすシェーディング補正パラメータとを保持し、
前記シェーディング補正パラメータ算出部は前記回転対称な分布となるシェーディング補正パラメータと前記非回転対称な分布となるシェーディング補正パラメータとを合算してシェーディング補正パラメータを算出するシェーディング補正パラメータ合算部を備え、
前記シェーディング補正部は前記撮像素子の各画素からそれぞれ取り出された輝度データに前記シェーディング補正パラメータ算出部にて算出された前記シェーディング補正パラメータを乗算して補正を行うことを特徴とする請求項17、18、20及び23のいずれか一項に記載の撮像装置。 - 前記シェーディング補正パラメータ記憶部の前記回転対称の分布をあらわすシェーディング補正パラメータが像高に対応するシェーディング補正パラメータであり、
前記シェーディング補正パラメータ算出部は前記回転対称な分布となるシェーディング補正パラメータを前記撮像面の中心から対象画素までの距離に基づき算出し、前記回転対称な分布となるシェーディング補正パラメータと前記非回転対称な分布となるシェーディング補正パラメータとを合算してシェーディング補正パラメータを算出することを特徴とする請求項17、18、20、23及び24のいずれか一項に記載の撮像装置。 - 前記シェーディング補正パラメータに基づき撮像素子の短辺方向にて非対称な補正パラメータ分布のノイズ補正パラメータを作成するノイズ補正パラメータ計算部と、
前記ノイズ補正パラメータを用いてノイズ補正処理を行うノイズ補正部と、を有することを特徴とする請求項1〜25のいずれか一項に記載の撮像装置。 - 前記ズームレンズの前記正面側に干渉部材が配置されていることを特徴とする請求項1〜26のいずれか一項に記載の撮像装置。
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